JPH0742909B2 - 始動電動機のスイツチ制御装置 - Google Patents

始動電動機のスイツチ制御装置

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JPH0742909B2
JPH0742909B2 JP62041848A JP4184887A JPH0742909B2 JP H0742909 B2 JPH0742909 B2 JP H0742909B2 JP 62041848 A JP62041848 A JP 62041848A JP 4184887 A JP4184887 A JP 4184887A JP H0742909 B2 JPH0742909 B2 JP H0742909B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は電磁押込式の始動電動機の通電を制御する始
動電動機のスイッチ制御装置に関するものである。
〔従来の技術〕
第4図は従来の始動電動機のスイッチ制御装置の回路構
成図である。図において、1は電磁押込式の始動電動機
であり、スイッチ部1aとモータ部1bとからなっている。
2はバッテリで、その正側端子は始動スイッチ3を介し
て電流コイル6と電圧コイル7との接続点に接続されて
いると共に、常開の主接点4の固定接点4aに接続されて
おり、また負側端子は接地されている。5はプランジャ
で、主接点4の可動接点4cを駆動するものである。また
主接点4の固定接点4bは電流コイル6に接続されている
と共に、始動電動機本体8のブラシ9aに接続されてい
る。9は始動電動機本体8の電機子、9bはブラシで接地
されており、また電圧コイル7の他端も接地されてい
る。10は始動電動機本体8の軸方向に移動可能に配設さ
れたピニオン、11は一端11bがこのピニオン10に係合さ
れたレバーで、その他端11aはプランジャ5に係合さ
れ、レバーバネ12に取付けられた支点11cを中心にして
回動自在に設置されている。13はピニオン10が噛合する
図示しないエンジンのリングギヤである。
次にかかる構成のスイッチ制御装置の動作について説明
する。先ず、始動スイッチ3をオンすると電流コイル6
および電圧コイル7はバッテリ2に接続され通電され
る。このためプランジャ5は図面上方向に吸引され、主
接点4の固定接点4a,4bに可動接点4cが当接する。また
この時、レバー11の他端11aは図面左方向に移動するた
め、一端11bは右方向に移動してピニオン10はリングギ
ヤ13方向に移動する。従って主接点4の閉路により電機
子9は通電付勢されて回転し、またピニオン10はリング
ギヤ13に噛合して電機子9の回転力をリングギヤ13に伝
えエンジンを始動させる。この場合レバーバネ12は、ピ
ニオン10とリングギヤ13との当接時すなわち端面同士が
当った状態の時に圧縮されてピニオン10をリングギヤ13
に押圧し噛合し易くするために配設されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来の始動電動機のスイッチ制御装置は上記のように構
成されており、以下のような問題点があった。即ち、従
来はまず大きな電流を流してプランジャを移動させ、次
にそれより小さな電流を流して、プランジャによる閉路
状態を保持するために、それぞれ電流コイルと電圧コイ
ルの2種類の励磁コイルを用いている。したがって、2
種類の励磁コイルを備えるために、装置全体が大型化す
るとともに重くなり、装置の小型軽量化、構造の簡単化
が図れない。つぎにプランジャ吸引力は第5図の実線に
示すようにA点で始動スイッチ3を投入してから吸引完
了P1〜P2まで略2次曲線的に増加する。すなわち励磁コ
イルはいきなりバッテリ2の電源電圧が印加されている
ため、プランジャ5は強い力で移動し、従ってこのプラ
ンジャ5に係合されたレバーを介してピニオン10はリン
グギヤ13に激しく衝突し、ピニオン10やリングギヤ13が
損傷する恐れがあった。また、起磁力は電流×コイル巻
数で表わされるため、コイル温度が高い時(コイル抵抗
が大である時)は当然吸引に必要な電流を流すための印
加電圧が高くなるが、従来装置ではこれを考慮し設計し
ていたため、低温時では逆に必要以上の吸引力となって
いた。更に、プランジャ5の急激な移動のため、ピニオ
ン1を移動させるよりもレバーバネ12を圧縮して支点11
cが移動してしまい、従って主接点閉路が結果的に早く
なり、ピニオン10とリングギヤ13の噛合時にはピニオン
10の回転数が上昇しているため噛合不良を生じる等の問
題があった。
この発明は上記従来の問題点を解決するためになされた
もので、電流コイルと電圧コイルを1種類の励磁コイル
とすることで装置の小型軽量化、構造の簡単化を容易に
図ることができると共に、ピニオンとリングギヤの噛合
が円滑に行え、かつ励磁コイルの発熱を抑えると共に消
費電力を低減させ、また小形,軽量化を図れる始動電動
機のスイッチ制御装置を得ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係る始動電動機のスイッチ制御装置は、電流
が流れることで電磁力を発生し、この電磁力でプランジ
ャを移動させて主接点を閉路し、且つ保持させる励磁コ
イルと、プランジャにより主接点が閉路されるまでは励
磁コイルに通電する電流を時間と共に増大させ、且つ、
主接点閉路後は接点の閉路を保持しうる電流に減少させ
る電流制御手段とを備えたものである。
〔作 用〕
この発明においては、装置の小形軽量化、構造の簡単化
が図れると共に、励磁コイルの通電電流が漸増するた
め、スイッチは吸引に必要な電流が流れた時点より吸引
を開始し、従ってピニオの移動は滑らかに行われ、ピニ
オンのリングギヤへの噛合は円滑に行われる。また主接
点閉路後は保持電流となり、励磁コイルの発熱は最小限
に抑えられる。
〔実施例〕
第1図はこの発明の一実施例による始動電動機のスイッ
チ制御装置を示す回路構成図である。図において、101
は始動電動機で、スイッチ部101aとモータ部101bとから
なっており、モータ部101bは従来装置のモータ部1bと同
様な構成となっている。67は励磁コイルで、一端は始動
スイッチ3を介してバッテリ2に接続され、他端はパワ
ーMOSFET51のドレイ端子に接続されている。61は制御回
路で、始動スイッチ3からの始動信号31および主接点4
からの主接点閉路信号41を入力し、MOSFET51のゲートを
制御する。またMOSFET51のソースは接地されている。更
に、71は励磁コイル67の逆起電力を吸収するダイオード
である。他の各構成は従来装置と同様であるため、対応
する部分に同一符号を付してその説明を省略する。
次に上記構成のスイッチ制御装置の動作を説明する。始
動スイッチ3を閉じると制御回路61に始動信号31が入力
され、制御回路61はMOSFET51をオンさせ、励磁コイル67
が通電される。第3図(a)(b)はそれぞれMOSFET51
のオン/オフおよび励磁コイル67の電流変化を示したも
のである。ここでSは制御開始時点であり、MOSFET51は
図示のようにオン/オフされて時間の経過と共にデュー
ティが増加してゆき(t1/T<t2/T<t3/T<…)、従って
励磁コイル67の電流もこの増加に対応して漸増し、その
起磁力が次第に増加する(第3図(b)中、破線は平均
電流を示している)。そしてm点で主接点4が閉路し、
以降は保持電流にすべく(t6/T)動作し、e点で始動ス
イッチ3が開になると制御は終了する。このため励磁コ
イル67の電流は主接点閉路から減少してゆく。
第2図は上述した制御のフローチャートである。これを
順を追って説明すると、先ず開始ステップ201よりステ
ップ202に進み、始動スイッチ3がオンされていればス
テップ203に移行して上述の励磁コイル67電流の漸増制
御を行う。次にステップ204で主接点4が閉路していれ
ばステップ205に進んで保持電流とし、その後ステップ2
06で始動スイッチ3がオフされれば(通常、機関が始動
した状態)制御は終了する(ステップ207)。なおステ
ップ202で始動スイッチ3がオンされていなければステ
ップ207に進んで制御は行われず、またステップ204で主
接点4がオフされた状態およびステップ206で始動スイ
ッチ3がオンされた状態の場合はそれぞれ次のステップ
に移行せず、これを繰り返す。
第5図はプランジャ位置と吸引力の関係を示す図で、破
線F1〜F4が上記実施例を示し、A点は静止位置(始動ス
イッチ3を操作しない通常のプランジャ位置)、B点は
主接点4閉路位置、0点は吸収完了時点である。このよ
うにプランジャ5は吸引に必要な最小の力より移動を始
め(F1点)、電流の漸増に伴ってF2点に達し、保持電流
となり(F3点)、吸引完了でF4点に達する。従ってスイ
ッチ部101aは吸引に必要な電流が流れた時点より吸引を
開始するため、従来装置に比べピニオン10移動は滑らか
に行われ、従ってレバーバネ12の圧縮によるモータの立
上り変化もなく、ピニオン10とリングギヤ13との円滑な
噛合が達成できる。また主接点4閉路後は保持電流のみ
であるため、スイッチの発熱も減少する。
なお、上記実施例では周期Tを一定としたが、Tを変化
させてもよく、接点閉路後のt6を変化させてもよい。ま
た、本スイッチ制御装置はスイッチに一体構成してもよ
く、こうすればスイッチの交換で機能付加できる。更
に、上記主接点閉路信号4を用いず、始動スイッチ3投
入より所定時間経過した時点で保持電流となるよう制御
すれば主接点閉路信号4用の信号線を省くことができ
る。
〔発明の効果〕
以上のようにこの発明によれば、電流が流れることで電
磁力を発生し、この電磁力でプランジャを移動させて主
接点を閉路し、且つ保持させる励磁コイルと、プランジ
ャにより主接点が閉路されるまでは励磁コイルに通電す
る電流を時間と共に増大させ、且つ、主接点閉路後は上
記接点の閉路を保持しうる電流に減少させる電流制御手
段と、で構成したので、電圧コイルと電流コイルの2種
のコイルが1種の励磁コイルになり、即ち2種類のコイ
ルが1種類のコイルで構成されるので小型・軽量にな
り、さらに、励磁コイルの電流を主接点閉路までは漸増
させ、主接点閉路後は減少させるようにしたので、プラ
ンジャの移動が円滑に行われ、ピニオンやリングギヤの
損傷が防止される。また、噛合時のピニオンの回転上昇
が低くなり、噛合が円滑に行える効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例による始動電動機のスイッ
チ制御装置の回路構成図、第2図は同始動電動機のスイ
ッチ制御装置の動作を示すフローチャート、第3図は同
始動電動機のスイッチ制御装置の制御内容を示す特性
図、第4図は従来の始動電動機のスイッチ制御装置の回
路構成図、第5図は本発明と従来の始動電動機のスイッ
チ制御装置におけるプランジャ位置とプランジャ吸引力
の関係を比較して示す図である。 101……始動電動機、101a……スイッチ部、101b……モ
ータ部、2……バッテリ、3……始動スイッチ、4……
主接点、5……プランジャ、10……ピニオン、13……リ
ングギヤ、31……始動信号、41……主接点閉路信号、51
……パワーMOSFET、61……制御回路、67……励磁コイ
ル。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電磁力でプランジャを駆動し主接点の開閉
    制御を行う始動電動機のスイッチ制御装置において、電
    流が流れることで上記電磁力を発生し、この電磁力で上
    記プランジャを移動させて上記主接点を閉路し、且つ保
    持させる励磁コイルと、上記プランジャにより上記主接
    点が閉路されるまでは上記励磁コイルに通電する電流を
    時間と共に増大させ、且つ、主接点閉路後は上記接点の
    閉路を保持しうる電流に減少させる電流制御手段と、を
    備えたことを特徴とする始動電動機のスイッチ制御装
    置。
  2. 【請求項2】励磁コイルに通電する電流の増加および減
    少はデユーティ制御によることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項記載の始動電動機のスイッチ制御装置。
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