JPH0643826B2 - エンジン・スタ−タ制御装置 - Google Patents

エンジン・スタ−タ制御装置

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JPH0643826B2
JPH0643826B2 JP61075994A JP7599486A JPH0643826B2 JP H0643826 B2 JPH0643826 B2 JP H0643826B2 JP 61075994 A JP61075994 A JP 61075994A JP 7599486 A JP7599486 A JP 7599486A JP H0643826 B2 JPH0643826 B2 JP H0643826B2
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engine starter
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欣次 金川
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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,例えばスタータ
側にあるピニオン・ギヤが飛出して該ピニオン・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,
エンジンが自力でもって正常に回転を開始したとき,上
記スタータ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て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,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51と噛合
させるためのピニオン・シフトレバー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,55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,トランジス
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
ては上記スタータ・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5
2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5
2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,スタータの内部
に該スタータの回転数を検出すべくコア上に検出巻線を
巻回した磁気ピック・アップをもうけ,該磁気ピック・
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,該提案の磁気ピック・アップを用いる手段
は,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,スタータ・ケーシング内に配置された回転子と,該
回転子の回転子軸にもうけられたピニオン・ギヤと,該
ピニオン・ギヤに噛合されて減速軸を中心に回転可能に
形成された椀状体の内周面に減速ギヤを有する減速部と
をそなえたエンジン・スタータを有すると共に, 該エンジン・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上記エンジ
ン・スタータを制御する 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,上記椀状体の外面に固着され
た磁石をそなえると共に,上記スタータ・ケーシングの
内部であって上記磁石に対向する位置に静止状体に固定
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上記エンジン・スター
タを制御するよう構成されている ことを特徴としている。以下,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(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,図中の符号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図図ピニオン・ギヤ52-2をそなえている。即ち,
本発明が適用される第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,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,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1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1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
即ちスタータ・モータの回転数に対応しかつ上記プラス
チック磁石1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,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,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
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。
以上,本発明に係る回転検出手段について説明したが,
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,図中の符号2は前述したホール
素子(HIC),9はホール素子2の出力周波数を電圧
に変換するF/Vコンバータ,10は比較器,11は基準
電圧用電池,12ないし14は抵抗,15および16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,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10の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準電圧よりも大である場
合に「H」レベルとなるもの,上記オア回路22の出力
は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「H」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「L」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「L」レベルである。
(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・フロップ21
のQ出力(第3図(B)図示)は「L」レベルとな
る。その時点T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)「H」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
「H」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Tにおいて,上記スタータ自動停止信号は
「L」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「H」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)が経過した時点T
まで保持される。即ち,図示省略したキイ・スイッチ
が投入された時点T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「L」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「L」レベルと
なる。即ち,上記時点T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「L」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「H」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T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,比較器10の出力即ちスタータ自動停止信号
は「H」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,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
ンを正しく自力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(1)−(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力回
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。
(ヘ) 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)が投入してキイ信号が入
力されると,上記(1)−(ロ)項において説明したよう
に,フリップ・フロップ21がリセットされてQ出力
(第3図(C)図示)は「L」レベルとなる。その時
点Tにおいて,微分整形器18の出力は「H」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「H」レベルとなる。
(ト) 一方,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)の周期
T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「H」
レベルの状態のもとで上記CK端子には次のパルス信号
が入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「H」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21のD入力は「H」
レベルとなる。
(チ) 上記時点T以後において,上記フリップ・フ
ロップ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「H」レベルを維持
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において,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)は上記スタータ(第1図(A)図示
減速軸7)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30r.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(1)−(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
るスタータ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,エンジンが自力回転を行うた
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1
1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(℃)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Vとすると,端子23の端子電圧V
がVより高い範囲においては,該端子電圧V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および抵抗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Vは,抵抗2
7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,例えば外気温度が−30℃の場合におけるエン
ジンの自力起動可能回転数を6000r.p.mまた外気温度が
30℃の場合におけるエンジンの自力起動可能回転数を
4000r.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Vが前述したスタータの回転数
が6000r.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Vが上記スター
タの回転数が4000r.p.mのときの上記F/Vコンバータ9の
出力電圧に対応するように,上記電圧V,サーミスタ
24の温度特性,抵抗27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V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1
0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,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・スタータ制御装置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(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(B)は第4図(A)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18は微分整形器,19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. 【請求項1】スタータ・ケーシング内に配置された回転
    子と,該回転子の回転子軸にもうけられたピニオン・ギ
    ヤと,該ピニオン・ギヤに噛合されて減速軸を中心に回
    転可能に形成された椀状体の内周面に減速ギヤを有する
    減速部とをそなえたエンジン・スタータを有すると共
    に, 該エンジン・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上記エンジ
    ン・スタータを制御する 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,上記椀状体の外面に固着され
    た磁石をそなえると共に,上記スタータ・ケーシングの
    内部であって上記磁石に対向する位置に静止状体に固定
    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上記エンジン・スター
    タを制御するよう構成されている ことを特徴とするエンジン・スタータ制御装置。
JP61075994A 1986-04-02 1986-04-02 エンジン・スタ−タ制御装置 Expired - Lifetime JPH0643826B2 (ja)

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JP61075994A JPH0643826B2 (ja) 1986-04-02 1986-04-02 エンジン・スタ−タ制御装置

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