JPS6059429B2 - エンジン駆動車両のエンジン用スタ−タ誤操作防止装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、エンジン駆動車両においてエンジンを始動
させるスタータモータの誤操作を防止する装置に関する
ものである。

自動車等のエンジン駆動車両のエンジンを始動させる
場合には、通常キースイッチを復帰バネの付勢力に抗し
てエンジン始動位置に保持してスタータモータを回転さ
せるようにしている。

この場合、運転者の誤操作によりエンジンが始動した後
もキースイッチをエンジン始動位置に保持したままにし
ておくと、スタータモータが高速回転させられて破損す
ることがあり、またエンジンの回転中に誤つてキースイ
ッチをエンジン始動位置に切換えるとスタータモータの
出力軸をエンジンに結合する歯車機構が破損する虞れが
あつた。そこで、エンジンが始動した後はキースイッチ
がエンジン始動位置に切換えられてもスタータモータが
電源に接続されないようにしてキースイッチの誤操作に
よるスタータモータやその付属品の破損を防止した誤操
作防止装置が種々提案されており、従来提案された多く
の装置ではエンジンに装着されたバッテリ充電用発電機
の出力でエンジンの回転速度を検出し、エンジンの回転
速度が設定値以上になつたときにスタータモータを電源
から切り離す構成になつている。しかし、バッテリ充電
用発電機の出力電圧はバッテリの充電が開始されるとバ
ッテリ電圧でクランプされるため、この発電機の出力で
回転速度を検出した場合にはバッテリの充電が開始され
る回転速度以上の回転速度を検出できないという問題が
あつた。そのため従来提案された誤操作防止装置は発電
機の性能やエンジンの型式によつては使用不可能になる
ことがあり、汎用性に欠ける難点があつた。本発明の目
的は、エンジンの始動が確認されるまではバッテリの充
電が開始されないようにして上記の問題を解決し、汎用
性を高めたエンジン用スタータの誤操作防止装置を提供
することにある。

以下図示の実施例により本発明の誤操作防止装置を詳細
に説明する。

第１図は本考案の一実施例の基本的な構成を示したもの
で、同図において１は図示しないエンジンに装着された
磁石発電機等の交流発電機である。

発電機１の発電コイル１ａの両端はダイオード２ａ，２
ｂ及び制御整流素子としてのサイリスタ２ｃ，２ｄから
なる制御整流回路２の交流入力端子に接続され、整流回
路２の出力端子間にはバッテリ３が並列接続されている
。４はエンジンが始動したことを検出するエンジン始動
検出スイッチ回路で、この始動検出スイッチ回路は発電
機１の出力電圧によりエンジンの回転速度を検出し、回
転速度が設定値に達したときに導通して自己保持するよ
うに構成されている。

５はバッテリ３に印加される電圧を所定値に保つように
制御整流回路２の制御整流素子に点弧信号を供給するバ
ッテリ充電電圧制御信号回路で、この信号回路はバッテ
リ３の電圧を検出してその電圧が設定値より低い場合に
サイリスタ２ｃ，２ｄに点弧信号を供給．し、バッテリ
の電圧が設定値以上になつたときにサイリスタ２ｃ，２
ｄへの点弧信号の供給を停止してバッテリ３の両端の電
圧を略一定に保持する。

またこの信号回路５は、エンジン始動検出スイッチ回路
４が遮断状態にあるときにサイリスタ．２ｃ，２ｄへの
点弧信号の供給を阻止し、始動検出スイッチ回路４が導
通しているときにはサイリスタ２ｃ，２ｄへの点弧信号
の供給を許容する制御スイッチ手段を備えている。６は
キースイッチで、可動接点６ａが図示のように０ＦＦ接
点（遊くび接点）に接触している電源遮断位置と、可動
接点６ａが接点ＡＣに接触するエンジン作動位置と、可
動接点６ａが接点ＡＣ及び接点Ｃの双方に接触するエン
ジン始動位置との少なくとも３位置に切換え得るように
なつている。

周知のように、この種のスイッチでは、可動接点６ａが
接点ＡＣに接触するエンジン作動位置には外方を加える
ことなく保持することができるが、可動接点６ａが接点
ＡＣ及びＣの双方に接触するエンジン始動位置に切換え
る際には図示しないキーを復帰バネの付勢力に抗して回
動させる必要があり、この場合キーを離すと可動接点６
ａが自動的に接点Ｃから離れてエンジン作動位置に復帰
するようになつてノいる。キースイッチの可動接点６ａ
に接続された端子Ｂはバッテリ３の正極端子に接続され
、接点ＡＣは前記エンジン始動検出回路４及びバッテリ
充電電圧制御信号回路５の電源端子に接続されている。
７はスタータモータ８への通電をオンオフ・する電磁ス
イッチ、９は電磁スイッチ７の励磁コイル７０１への通
電を制御する電磁スイッチ制御用スイッチとしてのリレ
ーで、電磁スイッチの励磁コイル７０１の一端はバッテ
リ３の負極端子に接続され、励磁コイル７０１の他端は
リレー９の゛常閉接点９０２を介してキースイッチの接
点Ｃに接続されている。

スタータモータ８は電機子８０１と直巻界磁コイル８０
２とからなる直流直巻電動機で、電機子８０１と界磁コ
イル８０２との直列回路が電磁スイッチ７の常開接点７
０２を介してバッテリ３の両端に並列接続されている。
電磁スイッチ制御用スイッチを構成するリレー９の励磁
コイル９０１はエンジン始動検出スイッチ回路４とキー
スイッチ６の接点ＡＣとを通してバッテリ３に接続され
、始動検出スイッチ回路４が導通しているときにバッテ
リ３から始動検出スイッチ回路４を通して励磁コイル９
０１に励磁電流が流れるようになつている。上記の実施
例においてキースイッチ６をエンジン作動位置に切換え
て可動接点６ａを接点ＡＣに接触させると、バッテリ３
の電圧がエンジン始動検出スイッチ回路４及びバッテリ
充電電圧制御信号回路５に印加されるが、この状態では
末だエンジンが始動していないので発電機１は電圧を誘
起していない。

したがつてエンジン始動検出スイッチ回路４は遮断して
おり、信号回路５はサイリスタ２ｃ，２ｄへの点弧信号
の供給を停止している。次にキースイッチをエンジン始
動位置に切換えて可動接点６ａを接点ＡＣ及びＣに接触
させると、エンジン始動前はエンジン始動検出スイッチ
回路４が遮断していてリレー９が非励磁状態にあるため
、バッテリ３からキースイッチ６及びリレー９の接点９
０２を通して励磁コイル７０１に電流が流れ、電磁スイ
ッチ７の接点７０２が閉じる。したがつてスタータモー
タ８が回転し、エンジンが始動する。エンジンの始動が
完了せず、その回転速度が設定値より低い状態では、エ
ンジン始動検出スイッチ回路４が遮断状態にあるため、
信号回路５はサイリスタ２ｃ及び２ｄに点弧信号を供給
しない。したがつて制御整流回路２は動作，せす、発電
機１は無負荷状態にある。そのため発電機の出力電圧は
バッテリ３の電圧によりクランプされることなく、回転
速度の上昇に伴つて上昇していく。エンジンの状態がス
タータモータを切り離しても回転を続ける状態になりそ
の回転速度が設定値に達して発電機１の出力電圧が設定
値になると、始動検出スイッチ回路４が導通するためリ
レー９が励磁され、その接点９０２が開く。したがつて
このときキースイッチ６の可動接点６ａが接点Ｃに接触
した状態にあつても、励磁コイルー７０１がバッテリ３
から切り離され、スタータモータ８への通電が停止され
る。またこのとき信号回路５からサイリスタ２ｃ，２ｄ
への点弧信号の供給が許容されるようになるため、バッ
テリ３の端子電圧が設定値以下になつているとサイリス
タ２ｃ，２ｄに点弧信号が供給され、発電機１の出力電
圧が制御整流回路２で整流されてバッテリ３に供給され
る。バッテリ３の端子電圧が設定値以上になると信号回
路５からサイリスタ２ｃ，２ｄへの点弧信号の供給が停
止され、このような信号回路５の動作の繰返し７により
バッテリ３の端子電圧が設定値に保たれる。第２図は第
１図に示した実施例におけるエンジン始動検出スイッチ
回路４及びバッテリ充電電圧制御信号回路５の具体的な
構成の一例を示したものである。

エンジン始動検出スイッチ回路４はキースイッチ６の接
点ＡＣにアノードが接続されカソードがリレー９の励磁
コイル９０１を通してバッテリ３の負極端子に接続され
たサイリスタ４０１を主たるスイッチ素子とする回路て
、このサイリスタ４０１のケートカソード間には抵抗４
０２が並列接続されている。サイリスタ４０１のアノー
ドにはプログラマブルユニジヤンクシヨントランジスタ
（以下ＰＵＴという。）４０３のアノードが接続され、
ＰＵＴ４Ｏ３のカソードは抵抗４０４を介してサイリス
タ４０１のゲートに接続されている。ＰＵＴ４Ｏ３のゲ
ートはツェナーダイオード４０５と抵抗４０６とを通し
てダイオード４０７及び４０８のアノードに接続され、
ダイオード４０７及び４０８のカソードはそれぞれ発電
機１の異なる出力端子に接続されている。またＰＵＴ４
Ｏ３のゲート・アノード間には抵抗４０９とコンデンサ
４１０とが並列接続され、ツェナーダイオード４０５の
アノードとＰＵＴ４Ｏ３のアノードとの間に抵抗４１１
が接続されている。一方バッテリ充電電圧制御信号回路
５は、サイリスタ２ｃ，２ｄへの点弧信号の供給を制御
するトランジスタ５０１を備え、このトランジスタのエ
ミッタはキースイッチの接点ＡＣに接続されている。ト
ランジスタ５０１のベース及びエンジンにそれぞれコレ
クタ及びエンジンが接続されたトランジスタ５０２はエ
ンジン始動時に点弧信号の供給を制御する制御スイッチ
手段を構成するもので、そのベースは抵抗４１２とダイ
オード４１３とを通してサイリスタ４０１のカソードに
接続され、サイリスタ４０１が遮断しているときにバッ
テリ３からトランジスタ５０２のエミッタ・ベース、抵
抗４１２、ダイオード４１３及びリレー９の励磁コイル
９０１を通して電流が流れてトランジスタ５０２が導通
し、これによりトランジスタ５０１を遮断状態に保つよ
うになつている。トランジスタ５０１のコレクタは抵抗
５０３を通してダイオード５０４及び５０５のアノード
に接続さｌれ、タイオート５０４及び５０５のカソード
がそれぞれ制御整流回路２のサイリスタ２ｃ及び２ｄの
ゲートに接続されている。トランジスタ５０１のベース
及びエミッタにはまたトランジスタ５０６のコレクタ及
びエミッタがそれぞれ接続され、−このトランジスタ５
０６のベースエミッタ間には抵抗５０７が、またベース
コレクタ間にはコンデンサ５０８がそれぞれ並列接続さ
れている。トランジスタ５０６のコレクタはまだ抵抗５
０９を介してダイオード５１０のアノードに接続され、
ダフイオード５１０のカソードはバッテリ３の負極に接
続されている。バッテリの端子電圧を検出するため、キ
ースイッチの接点ＡＣとダイオード５１０のアノードと
の間に抵抗５１１及び５１２の直列回路からなる抵抗分
圧回路が接続され、この分圧回路の分圧点がツェナーダ
イオード５１３を介してトランジスタ５０６のベースに
接続されている。第２図の実施例において、キースイッ
チ６をエンジン作動位置に切換え、可動接点６ａを接点
ＡＣに接触させると、サイリスタ４０１にバッテリ３の
電圧が印加されるが、最初エンジンは回転していないの
て発電機１は電圧を誘起せず、ＰＵＴ４Ｏ３にはゲート
信号が供給されない。

したがつてＰＵＴ４Ｏ３は遮断しており、サイリスタ４
０１は点弧信号が供給されないため遮断している。この
ときバッテリ３からキースイッチ６、トランジスタ５０
２のエミッタ・ベース、抵抗４１２、ダイオード４１３
及びリレー９の励磁コイル９０１を通してトランジスタ
５０２にベース電流が流れ、このトランジスタ５０２が
導通している。このときトランジスタ５０２のベース電
流によりリレー９が動作しないように抵抗４１２の抵抗
値が設定されており、接点９０２は閉じたま）の状態に
ある。次にキースイッチ６をエンジン始動位置に切換え
、可動接点６ａを接点ＡＣ及びＣの双方に接触させると
、励磁コイル７０１が励磁されるため接点７０２が閉じ
、スタータモータ８が回転してエンジンが始動する。エ
ンジンの回転速度の上昇に伴ない、発電機１の出力電圧
が上昇−するが、トランジスタ５０２が導通しているた
めトランジスタ５０１にはベース電流が供給されず、こ
のトランジスタ５０１は遮断状態にある。したがつてサ
イリスタ２ｃ，２ｄには点弧信号が供給されず、これら
のサイリスタは遮断している３ため、発電機１は無負荷
状態に保持される。そのため発電機１の出力電圧がバッ
テリ３の端子電圧よりも高くなる回転速度領域でも発電
機の出力電圧によりエンジンの回転速度を安定に検出す
ることができる。
ｃ発電機１の出力電圧は、ダイオード２ａ，２ｂ及び
４０７，４０８からなる全波整流回路により整流されて
抵抗４０６及び４１１の両端に印加される。エンジンの
回転速度が設定値以上になり、抵抗４１１の両端の電圧
がツェナーダイオード４４０５のツェナレベル以上にな
ると、発電機１→ダイオード２ａまたは２ｂ→キースイ
ッチ６→ＰＵＴ４Ｏ３のアノード・ゲート→ツェナーダ
イオード４０５→抵抗４０６→ダイオード４０７，４０
８→発電機１の経路でＰＵＴ４Ｏ３にゲート電流が流れ
るためＰＵＴ４Ｏ３が導通し、バッテリ３→キースイッ
チ６→ＰＩＪＴ４Ｏ３のアノード・カソード→抵抗４０
４→サイリスタ４０１のゲート・カソード→リレー９の
励磁コイル９０１→バッテリ３の経路でサイリスタ４０
１にゲート電流が流れる。したがつてサイリスタ４０１
が導通し、リレー９の励磁コイル９０１に電流が流れて
その接点９０２が開く。これにより電磁スイツつチの励
磁コイル７０１に流れていた電流が遮断され、接点７０
２が開いてスタータモータ８が停止する。またサイリス
タ４０１が導通すると、トランジスタ５０２のベース●
エミッタ間が短絡され、トランジスタ５０２のベース電
流が遮断され７るのでトランジスタ５０２が遮断状態と
なる。こ）でバッテリ３の端子電圧が設定値より低くな
つている場合にはツェナーダイオード５１３が導通しな
いようになつている。この状態ではトランジスタ５０６
にベース電流が流れないため、トランジスタ５０６は遮
断状態にある。したがつてバッテリ３→キースイッチ６
→トランジスタ５０１のエミッタ●ベース→抵抗５０９
→ダイオード５１０→バッテリ３の経路でトランジスタ
５０１にベース電流が流れ、トランジスタ５０１が導通
する。これにより、発電機１→ダイオード２ａまたは２
ｂ→キースイッチ６→トランジスタ５０１のエミッタ・
コレクタ→抵抗５０３→ダイオード５０４または５０５
→サイリスタ２ｃまたは２ｄのゲートカソード→発電機
１の経路てサイリスタ２ｃ，２ｄに点弧信号が供給され
る。したがつてサイリスタ２ｃまたは２ｄが導通し、発
電機１の出力が制御整流回路２で整流されてバッテリ３
に供給される。このとき発電機１の出力電圧がバッテリ
電圧でクランプされた状態になつてその電圧値が低下し
、抵抗４１１の両端の電圧がツェナーダイオード４０５
のツェナレベル以下になることがあるが、サイリスタ４
０１は一度導通すれば自己保持するので、リレー９は励
磁状態に保たれ、接点９０１は開放状態に保たれる。し
たがつてエンジンの回転中に誤つてキースイッチ６をエ
ンジン始動位置に切換えてもスタータモータは動作しな
い。またエンジンが始動した後はサイリスタ４０１が自
己保持し、トランジスタ５０２が遮断状態に保たれるた
め、機関の低速領域でのバッテリの充電性能は何ら影響
を受けない。バッテリの充電が進み、バッテリの端子電
圧が設定値以上になると、ツェナーダイオード５１３が
導通してトランジスタ５０６にベース電流が流れ、この
トランジスタ５０６が導通するためトランジスタ５０１
のベース・エミッタ間が短絡され、トランジスタ５０１
が遮断状態になる。したがつてサイリスタ２ｃ，２ｄへ
の点弧信号の供給が停止され、サイリスタ２ｃ，２ｄは
それぞれのアノードの電位がカソードに対して負になつ
たときに遮断する。これにより発電機１の出力がバッテ
リ３に供給されなくなり、バッテリの端子電圧が低下す
る。バッテリの端子電圧が設定値より低くなると再びト
ランジスタ５０６が遮断状態になるためトランジスタ５
０１を通してサイリスタ２ｃ，２ｄに点弧信号が供給さ
れるようになり、バッテリの充電が再開される。これら
の動作の繰返しによりバッテリの端子電圧が略設定値に
保たれる。上記実施例ては、制御整流回路２のサイリス
タ２ｃ，２ｄをバッテリの負極側に配置したが、第３図
に示したようにバッテリの正極側にサイリスタ２ｃ，２
ｄを配置することもてきる。

また第４図に示したように発電機１として多相（図示の
例では三相）の交流発電機を用い、制御整流回路２を多
相に構成してもよいのは勿論である。以上のように、本
発明によれば、エンジン始動検出スイッチによりエンジ
ンの始動が完了したことが検出されるまでの間発電機の
出力を整流する制御整流回路の制御整流素子に点弧信号
が与えられないようにしたので、エンジンの始動中に発
電機の出力電圧がバッテリ電圧でクリップされるのを防
いでエンジンの回転速度の検出を確実に行なわせること
がてきる。したがつて本考案の装置はエンジンの型式や
発電機の性能等に制限されることなく使用することがで
き、汎用性を高めることができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の一般的な構成を示す接続図
、第２図は第１図の構成を具体化した実施例を示す接続
図、第３図及ひ第４図はそれぞれ本発明て用いることが
できる制御整流回路の異なる変形例を示す接続図である
。 １・・・発電機、２・・・制御整流回路、３・・・バッ
テリ、４・・・エンジン始動検出スイッチ回路、５・・
・バッテリ充電電圧制御信号回路、６・・・キースイッ
チ、７・・・電磁スイッチ、８・・・スタータモータ、
９・・・リレー（電磁スイッチ制御用スイッチ）、５０
２・・・トランジスタ（制御スイッチ手段）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電源遮断位置とエンジン作動位置とエンジン始動位
   置との少なくとも３位置に切換え可能なキースイッチと
   、前記キースイッチが前記エンジン始動位置に切換えら
   れたときに励磁される電磁スイッチの常開接点を介して
   バッテリに接続されるエンジン始動用スタータモータと
   、エンジンに装着された発電機の出力を制御整流して前
   記バッテリに供給する制御整流回路と、前記バッテリに
   印加される電圧を所定値に保つように前記制御整流回路
   の制御整流素子に点弧信号を供給するバッテリ充電電圧
   制御信号回路とを備えたエンジン駆動車両の前記スター
   タモータの誤操作を防止する装置において、前記発電機
   の出力電圧によりエンジンの回転速度が設定値に達した
   ことを検出して導通し自己保持するエンジン始動検出ス
   イッチ回路と、前記始動検出スイッチ回路が遮断状態に
   あるときには前記キースイッチがエンジン始動位置に切
   換えられた際に前記バッテリから前記電磁スイッチに励
   磁電流が流れるのを許容し前記エンジン始動検出スイッ
   チ回路が導通したときには前記バッテリから前記電磁ス
   イッチに励磁電流が流れるのを阻止する電磁スイッチ制
   御用スイッチとを具備し、前記バッテリ充電電圧制御信
   号回路は前記エンジン始動検出スイッチ回路が遮断状態
   にあるときに前記点弧信号の供給を阻止し該始動検出ス
   イッチ回路が導通しているときに前記点弧信号の供給を
   許容する制御スイッチ手段を備えていることを特徴とす
   るエンジン駆動車両のエンジン用スタータ誤操作防止装
   置。