(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク軸に固定されたリングギヤと、このリングギヤに回動力を供給するための始動用モータと、この始動用モータの運転を制御する始動制御ユニットとを備え、
前記始動制御ユニットは、クランク回転に伴う信号とスタータスイッチおよびストップスイッチの信号が入力されるとともに、前記クランク回転に伴う信号を入力し、前記信号を入力する毎に一定時間出力を持続するタイマを備え、
前記タイマの出力が停止している状態で前記スタータスイッチおよび前記ストップスイッチがオンされた場合は、前記スタータスイッチおよび前記ストップスイッチがオンされている間前記始動用モータを運転させ、
前記タイマの出力がある状態で前記スタータスイッチおよび前記ストップスイッチがオンされた場合は、前記タイマの出力が停止されるまで始動用モータの運転を抑制するよう構成したことを特徴とするスタータ保護装置。
【請求項２】
クランク軸に固定されたリングギヤと、このリングギヤに噛合する慣性飛び込み式のスタータピニオンと、この慣性飛び込み式のスタータピニオンに回動力を供給するための始動用モータと、この始動用モータの運転を制御する始動制御ユニットとを備え、
前記始動制御ユニットは、クランク回転に伴う信号とスタータスイッチおよびストップスイッチの信号が入力されるとともに、前記クランク回転に伴う信号を入力し、前記信号を入力する毎に一定時間出力を持続するタイマを備え、
前記タイマの出力が停止している状態で前記スタータスイッチおよび前記ストップスイッチがオンされた場合は、前記スタータスイッチおよび前記ストップスイッチがオンされている間前記始動用モータを運転させ、
前記タイマの出力がある状態で前記スタータスイッチおよび前記ストップスイッチがオンされた場合は、前記タイマの出力が停止されるまで始動用モータの運転を抑制するよう構成したことを特徴とするスタータ保護装置。
【請求項３】
前記始動制御ユニットは点火ユニットと一体化され、点火パルサからの信号を前記クランク回転に伴う信号として使用する構成とすることを特徴とする請求項１または２記載のスタータ保護装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動二輪車等の車両用エンジンを始動させるための始動用モータ（セルモータ）の保護装置に係り、詳しくは、スタータスイッチ（スタートスイッチ）を操作している間は始動用モータの動作を継続させることでエンジンを確実に始動させるようにするとともに、エンジン回転中ならびにエンジン停止後一定時間内は始動用モータの始動を抑制することで、回転中のリングギヤにスタータピニオンが飛び込むのを防止して、エンジン始動系を保護するようにしたスタータ保護装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
実開昭５３−３７８３８号公報には、スタータスイッチでスタータを動作させる回路において、スタータスイッチを一旦開放すると或る一定時間はスタータ（始動用モータ）が動作できないようにしたスタータ保護装置が記載されている。
【０００３】
特公昭５３−４１３００号公報には、スタータの補助端子と直流電源間に挿入接続した接点および接点を駆動するコイルを有するスタータリレーと、車載交流発電機の交流電圧を入力とし交流電圧の周波数が一定値以上になったときスタータリレーの接点を開放させる周波数検出回路と、交流電圧が消滅後も或る時間だけスタータリレーの接点を開放するように周波数検出回路の出力段トランジスタを制御する遅延手段とを備えることで、エンジン始動を良好に達成させるとともに、スタータ保護機能を備えた車両用スタータ保護装置が記載されている。
【０００４】
特公昭５４−４０６９８号公報には、スタータの補助端子と直流電源間に挿入接続した接点および接点を駆動するコイルを有するスタータリレーと、車載交流発電機の交流電圧を入力とし交流電圧の周波数が一定値以上になったときスタータリレーの接点を開放させる周波数検出回路と、スタータリレーのコイルの通電回路を断続するスタータスイッチと、スタータスイッチの非電源側と接地間に接続したコンデンサと、このコンデンサに電圧を周波数検出回路に導く電路とを備え、スタータスイッチを再閉成した時に所定時間内は周波数検出回路を作動させないようにした車両用スタータ保護装置が記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
実開昭５３−３７８３８号公報に記載されたスタータ保護装置は、スタータスイッチを一旦開放すると或る一定時間はスタータを動作させることができないので、先のスタータスイッチの操作によってエンジンが始動できなかった場合、エンジンが完全に停止した状態であっても、一定時間が経過するまではエンジンを再始動させることができない。
【０００６】
特公昭５３−４１３００号公報ならびに特公昭５４−４０６９８号公報に記載された車両用スタータ保護装置は、交流発電機で発電された交流電圧の周波数に基づいてエンジンの回転数を検出し、設定回転数以上になった場合は始動系が切り離される（始動用モータが停止する）構成であるため、このような構成の車両用スタータ保護装置を二輪車に適用した場合、エンジンの初爆等で設定回転数を上回った際に始動用モータが停止してしまうために、始動性が低下したり使い勝手上の違和感を与えることがある。
例えば、エンジンが始動し難い場合、スタータスイッチを操作している間は始動用モータの駆動力を継続的に供給させてエンジンを確実に始動させるようにしたいが、エンジン回転数検出（交流電圧の周波数検出）によって始動用モータが停止してしまうために始動用モータの駆動力を最後まで有効に利用することができない。
【０００７】
本発明はこのような課題を解決するためなされたもので、スタータスイッチを操作している間は始動用モータの動作を継続させることでエンジンを確実に始動させるようにするとともに、エンジン回転中ならびにエンジン停止直後にスタータスイッチを操作しても始動用モータの動作を抑制することで、回転中のリングギヤにスタータピニオンが飛び込むのを防止して、エンジン始動系を保護するようにしたスタータ保護装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するためこの発明に係るスタータ保護装置は、クランク軸に固定されたリングギヤと、このリングギヤに噛合する慣性飛び込み式のスタータピニオンと、この慣性飛び込み式のスタータピニオンに回動力を供給するための始動用モータと、この始動用モータの運転を制御する始動制御ユニットとを備えたものにおいて、始動制御ユニットはクランク回転に伴う信号とスタータスイッチおよびストップスイッチの信号が入力されるとともにクランク回転に伴う信号を入力し、前記信号を入力する毎に一定時間出力を持続するタイマを備え、タイマの出力が停止している状態でスタータスイッチおよびストップスイッチがオンされた場合はスタータスイッチおよびストップスイッチがオンされている間は始動用モータを運転させ、タイマの出力がある状態でスタータスイッチおよびストップスイッチがオンされた場合はタイマの出力が停止されるまで始動用モータの運転を抑制するよう構成したことを特徴とする。
【０００９】
なお、この発明に係るスタータ保護装置は、始動制御ユニットは点火ユニットと一体化され、点火パルサからの信号を前記クランク回転に伴う信号として使用する構成とするのが望ましい。
【００１０】
この発明に係るスタータ保護装置は、タイマの出力が停止している状態でスタータスイッチおよびストップスイッチがオンされた場合、スタータスイッチおよびストップスイッチを操作している間は始動用モータの動作を継続させることができるので、エンジンを確実に始動させることができる。
また、エンジン回転中ならびにエンジン停止時点から一定時間が経過するまで間にスタータスイッチおよびストップスイッチを操作しても、タイマ出力に基づいて始動用モータの動作を抑制するので、回転中のリングギヤにスタータピニオンが飛び込むのを防止して、エンジン始動系を保護することができる。
【００１１】
なお、始動用モータの運転を制御する始動制御ユニットとエンジンの点火を制御する点火ユニットとを一体化して構成し、点火パルサからの信号をクランク回転に伴う信号として利用する構成にすることで、スタータ保護装置の小型化ならびに経済化を図ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１はこの発明に係るスタータ保護装置を備えた始動・点火系のブロック構成図である。
図１に示す始動・点火系１は、図示しないエンジンの点火を制御するＣＤＩユニット（コンデンサ容量放電式点火制御ユニット）２内に、始動モータの運転を制御する始動制御ユニット３を一体的に構成している。
【００１３】
始動・点火系１は、バッテリ４と、ＡＣＧ（交流発電機）５と、ＲＥＧ／ＲＥＣ（電圧調整／整流回路）６を備える。
ＡＣＧ５は、図示しないエンジンのクランク軸に接続されている。
エンジン回転状態においてＡＣＧ５によって発電された交流電力はＲＥＧ／ＲＥＣ６で整流ならびに電圧調整がなされ、直流電力に変換されてバッテリ４を充電するとともに、各負荷へ供給される。
なお、ＲＥＧ／ＲＥＣ６内にはバッテリ４の電力がＲＥＧ／ＲＥＣ６側に供給されるのを防止するための逆流防止ダイオード等を備えている。
【００１４】
バッテリ４の直流電源は、ヒューズ７を介してＣＤＩユニット２内の電源回路２１へ供給されるとともに、スタータスイッチ（始動スイッチ）８の一端側ならびにストップスイッチ９の一端側へ供給される。
バッテリ４の直流電源は、始動用リレー（スタータリレー）１０の接点１０ａの一端側へ供給される。
【００１５】
スタータスイッチ８は、例えば始動ボタン（図示しない）の押下等の始動操作によって閉成され、始動ボタンの押下等が継続されている間は閉成状態が継続される。
始動操作によってスタータスイッチ８が閉成されると、バッテリ４の直流電源は始動制御ユニット３内の２入力アンド（論理積）回路３１の一方の入力端子、ならびに、始動用リレー１０の励磁巻線１０ａの一端側へ供給される。
【００１６】
ストップスイッチ９は、ブレーキ操作に連動して閉成される。ブレーキ操作がなされストップスイッチ９が閉成されると、バッテリ４の直流電源は始動制御ユニット３内の２入力アンド（論理積）回路３１の他方の入力端子へ供給されると共に、バッテリ４の直流電源はストップライト（ストップランプ）１１へ供給される。
これにより、ブレーキ操作時にはストップライト１１が点灯してブレーキ操作状態にあることを可視表示する。
【００１７】
エンジンのクランク軸（図示しない）の回転位置は、パルサ（クランク回転位置検出器）１２によって検出される。
図１では、クランク軸の所定位置またはＡＣＧ５の回転軸の所定位置に固定された磁石からの磁束を検出するパルサコイルを備えたパルサ１２を用いた例を示している。
このパルサ（クランク回転位置検出器）１２によって検出されたクランク回転位置検出信号１２ａは、ＣＤＩユニット２内の波形整形回路２２へ供給される。
【００１８】
ＣＤＩユニット２は、電源回路２１と、波形整形回路２２と、コンバータ２３と、点火制御回路２４と、メインコンデンサ２５と、サイリスタ（ＳＣＲ）２６と、始動制御ユニット３と、を備える。
【００１９】
電源回路２１は、バッテリ４ならびにエンジン回転中においてはＡＣＧ５によて発電されＲＥＧ／ＲＥＣ６を介して供給される直流電力を入力として、バッテリ電圧よりも低い電圧で安定化された回路用電源ＶＣＣを生成して出力する。
回路用電源ＶＣＣは、波形整形回路２２，コンバータ２３，点火制御回路２４，始動制御ユニット３等の各回路部へ供給される。
【００２０】
波形整形回路２２は、パルサ１２から供給されるクランク回転位置検出信号１２ａに波形整形を施して２値レベルのクランク回転位置信号２２ａを生成して出力する。
クランク回転位置信号２２ａは、点火制御回路２４ならびに始動制御ユニット３へ供給される。
【００２１】
コンバータ２３は、昇圧型のＤＣ−ＤＣコンバータ（直流−直流変換器）を用いて構成されており、回路用電源ＶＣＣよりも充分に高い昇圧電圧２３ａを生成して出力する。
コンバータ２３から出力された昇圧電圧２３ａは、メインコンデンサ２５と点火用コイル（イグニッションコイル）２７の１次巻線２７ａとからなる直列回路へ供給され、昇圧電圧２３ａによってメインコンデンサ２５を充電する。
【００２２】
点火制御回路２４は、波形整形回路２２から供給されるクランク回転位置信号２２ａに基づいてクランク回転位置を認識するとともに、クランク回転位置信号２２ａの周期（または単位時間当りのクランク回転位置信号２２ａの発生回数）に基づいてエンジンの回転周期（エンジンの回転数）を認識し、エンジンの回転周期（エンジンの回転数）に基づいて点火タイミングの進角，遅角調整を行なって、進角，遅角調整を施した点火タイミングでトリガパルス信号２４ａを生成して出力する。
【００２３】
トリガパルス信号２４ａは、サイリスタ２６のゲートへ供給される。このトリガパルス信号２４ａに基づいてサイリスタ２６が導通状態に駆動される。
サイリスタ２６の導通によって、メインコンデンサ２５に充電された電荷が、点火用コイル２７の１次巻線２７ａ−メインコンデンサ２５−サイリスタ２６からなる閉ループによって急速放電される。
そして、この急速放電によって点火用コイル２７の２次巻線２７ｂに誘起された高電圧が点火プラグ２８へ供給され、図示しないエンジンの点火がなされる。
【００２４】
始動制御ユニット３は、スタータスイッチ８ならびにストップスイッチ９の各操作情報をそれぞれ入力とする２入力アンド（論理積）回路３１と、クランク回転位置信号２２ａを入力として作動するタイマ３２と、このタイマ回路３２に対するクランク回転位置信号２２ａの入力を禁止するタイマ入力阻止用ＮＰＮトランジスタ３３と、タイマ３２の出力３２ａに基づいて始動用リレー１０を駆動する始動リレー駆動用ＮＰＮトランジスタ３４と、タイマ出力３２ａの論理レベルを反転するインバータ（反転回路）３５と、このインバータ（反転回路）３５の出力に基づいて２入力アンド（論理積）回路３１の出力がＮＰＮトランジスタ３３のベースへ供給されるのを禁止する再始動阻止用ＮＰＮトランジスタ３６と、各トランジスタのベース抵抗３７〜４０とを備える。
【００２５】
タイマ３２は、クランク回転位置信号２２ａに基づいてタイマ時間設定用コンデンサ４１を急速充電する急速充電用ＮＰＮトランジスタ４２と、タイマ時間設定用コンデンサ４１に並列に接続されてタイマ時間設定用コンデンサ４１の放電時定数を設定する放電用抵抗４３と、タイマ時間設定用コンデンサ４１の充電電圧を入力として２値レベルのタイマ出力信号３２ａを発生するタイマ出力用インバータ４４とを備える。
なお、タイマ出力用インバータ回路４４は、出力がＬレベルからＨレベルへ変化するときの入力電圧しきい値と、出力がＨレベルからＬレベルへ変化するときの入力電圧しきい値とが異なるシュミットトリガ型のインバータを用いている。
【００２６】
図１に示す始動系・点火系１は、スタータスイッチ８とストップスイッチ９とが同時に操作された場合、即ち、ブレーキ操作がなされている状態で始動操作がなされた場合に、エンジンを始動できるようにしている。
スタータスイッチ８とストップスイッチ９とがともに閉成されると、２入力アンド回路３１の出力はＨレベルとなる。
この２入力アンド回路３１の出力はベース抵抗３７を介してタイマ入力阻止用ＮＰＮトランジスタ３３のベースへ供給される。
【００２７】
図示しないエンジンが停止している状態では、パルサ１２からクランク回転位置検出信号１２ａが出力されないので、波形整形回路２２からクランク回転位置信号２２ａが出力されることはない。
このため、タイマ３２内のタイマ時間設定用コンデンサ４１の電荷は放電用抵抗４３を介して放電されて、タイマ出力用インバータ４４の入力電圧はしきい値電圧以下となっているので、タイマ出力用インバータ４４の出力であるタイマ出力信号３２ａはＨレベルとなっている。
【００２８】
タイマ出力信号３２ａがＨレベルであると、インバータ３５の出力はＬレベルとなるので、再始動阻止用ＮＰＮトランジスタ３５のベースはＬレベルとなり、再始動阻止用ＮＰＮトランジスタ３５はオフ（非導通）状態にある。
従って、２入力アンド回路３１の出力に基づいてベース抵抗３７をタイマ入力阻止用ＮＰＮトランジスタ３３にベース電流が供給され、このタイマ入力阻止用ＮＰＮトランジスタ３３がオン（導通）状態となる。
【００２９】
一方、スタータスイッチ８が閉成されたことによって、このスタータスイッチ８を介して始動用リレー１０の励磁巻線１０ｂの一端側にバッテリ４の直流電圧が供給される。
始動用リレー１０の励磁巻線１０ｂの他端側は、始動リレー駆動用ＮＰＮトランジスタ３４のコレクタに接続されている。
そして、タイマ３２の出力信号３２ａがＨレベルの場合は、ベース抵抗３９を介して始動リレー駆動用ＮＰＮトランジスタ３４にベース電流が供給され、始動リレー駆動用ＮＰＮトランジスタ３４がオン状態にあるので、バッテリ４−ヒューズ７−スタータスイッチ８−始動用リレー１０の励磁巻線１０ｂ−始動リレー駆動用ＮＰＮトランジスタ３４の経路で、始動用リレー１０の励磁巻線１０ｂに励磁電流が供給され、始動用リレー１０の接点１０ａが閉成される。
始動用リレー１０の接点１０ａが閉成されると、バッテリ４−始動用リレー１０の接点１０ａ−始動用モータ１３の経路で、始動用モータ１３にバッテリ４の直流電源が供給され、始動用モータ１３が起動される。
なお、始動用モータ１３は直流モータを用いている。
【００３０】
始動用モータ１３が起動されると、後述するように慣性飛び込み式のスタータピニオンがクランク軸に固定されたリングギヤと噛合して、始動用モータ１３の回転動力をクランク軸へ伝達して、クランク軸を回動させる。
クランク軸が回転駆動されると、そのクランク軸の回転位置がパルサ１２によって検出され、パルサ１２からクランク回転位置検出信号１２ａが出力される。
波形整形回路２２は、クランク回転位置検出信号１２ａに波形整形を施してクランク回転位置信号２２ａを出力する。
点火制御回路２４は、クランク回転位置信号２２ａに基づいてトリガパルス信号２４ａを生成して、エンジンの点火制御を行なう。
【００３１】
一方、波形整形回路２２から出力されたクランク回転位置信号２２ａは、ベース抵抗３３を介してタイマ３２の入力へ供給されるが、スタータスイッチ８ならびにストップスイッチ９が共に操作されている始動状態では、２入力アンド回路３１のＨレベル出力によってタイマ入力阻止用ＮＰＮトランジスタ３３がオン状態になっているので、タイマ３２内の急速充電用トランジスタ４２のベース電位はＬレベルに固定される。
すなわち、スタータスイッチ８ならびにストップスイッチ９が共に操作されている始動状態では、タイマ入力阻止用ＮＰＮトランジスタ３３によって、クランク回転位置信号２２ａがタイマ３２へ供給されるのを阻止している。
このため、スタータスイッチ８ならびにストップスイッチ９が共に操作されている始動状態では、タイマ３２の出力信号３２ａはＨレベルの状態を保持するので、始動用リレー１０を介して始動用モータ１３へ電源供給が継続され、始動用モータ１３の回転駆動が継続される。
従って、スタータスイッチ８ならびにストップスイッチ９が共に操作されている始動状態では、始動用モータ１３の回転駆動を継続させて、エンジンを確実に始動させることができる。
【００３２】
エンジンの始動状態で、スタータスイッチ８もしくはストップスイッチ９のいずれか一方、または、スタータスイッチ８ならびにストップスイッチ９を共にオフすると、２入力アンド回路３１の出力はＬレベルになるので、タイマ入力阻止用ＮＰＮトランジスタ３３はオフ状態となる。
このタイマ入力阻止用ＮＰＮトランジスタ３３がオフ状態になると、波形整形回路２２から出力されるクランク回転位置信号２２ａがベース抵抗３３を介して急速充電用ＮＰＮトランジスタ４２のベースへ供給される。
このベース電流の供給によって急速充電用ＮＰＮトランジスタ４２はオン状態に駆動される。
【００３３】
急速充電用ＮＰＮトランジスタ４２がオン状態になると、回路用電源ＶＣＣが急速充電用ＮＰＮトランジスタ４２を介してタイマ時間設定用コンデンサ４１へ供給され、タイマ時間設定用コンデンサ４１が急速充電される。
タイマ時間設定用コンデンサ４１が急速充電されると、タイマ出力用インバータ４４の出力はＬレベルとなるので、始動リレー駆動用ＮＰＮトランジスタ３４に対するベース電流の供給が停止され、始動リレー駆動用ＮＰＮトランジスタ３４はオフ状態となる。
これにより、始動用リレー１０の励磁巻線１０ｂへ電流供給が遮断されて、始動用リレー１０の接点１０ａがオフされて、始動用モータ１３へ給電が遮断される。
なお、図１に示した回路では、スタータスイッチ８を介して始動用リレー１０の励磁巻線１０ｂへ給電する構成をとっているため、スタータスイッチ８がオフされた時点で、始動用リレー１０の励磁巻線１０ｂへの給電が遮断され、始動用リレー１０の接点１０ａがオフされて、始動用モータ１３への給電が遮断される。
【００３４】
タイマ３２は、クランク回転位置信号２２ａに基づいてＬレベルのタイマ出力３２ａを発生した時点から予め設定したタイマ時間の間は、Ｌレベルのタイマ出力３２ａを継続するよう構成している。タイマ時間は、数１００ミリ秒（例えば０．５秒）程度に設定している。
従って、クランク軸が極めて低速で回転している場合であって、クランク回転位置信号２２ａの周期が極めて長い場合であっても、タイマ出力信号３２ａはＬレベルを保持し、クランク軸の回転が停止して（エンジンが停止して）クランク回転位置信号２２ａが出力されなくなった時点から数１００ミリ秒（例えば０．５秒）程度経過した時点で、タイマ出力信号３２ａはＨレベルに復帰するよう構成している。
【００３５】
タイマ出力信号３２ａがレベルの間はインバータ３５の出力はＨレベルとなり、ベース抵抗４０を介して再始動阻止用ＮＰＮトランジスタ３６へベース電流が供給されるので、再始動阻止用ＮＰＮトランジスタ３６はオン状態となる。
再始動阻止用ＮＰＮトランジスタ３６がオン状態になると、２入力アンド回路３１の出力がタイマ入力用ＮＰＮトランジスタ３３へ供給されるのを阻止する。
このため、タイマ出力信号３２ａがＬレベルの間に（言い換えれば、クランク軸が回転中またはクランク軸の回転が停止した時点からタイマ時間が経過するまでの間に）、スタータスイッチ８ならびにストップスイッチ９の双方をオンさせる再始動操作を行なっても、始動用モータ１３を起動することができない。
【００３６】
なお、図１に示した回路構成では、タイマ出力信号３２ａがＨレベルである状態でスタータスイッチ８をオン状態に操作すると、始動用リレー１０が動作して始動用モータ１３に給電されて始動用モータ１３が起動されるが、始動用モータ１３の回動出力によってクランク軸が回転駆動され、クランク回転位置信号２２ａに基づいてタイマ３２の出力信号３２ａがＬレベルになった時点で始動用リレー駆動用ＮＰＮトランジスタ３４がオフされるので、始動用リレー１０が復旧して始動用モータ１３への給電をタイマ時間の間阻止することができる。
しかしながら、スタータスイッチ８がオン状態に保持され続けた場合は、タイマ時間の周期で始動用モータ１３への給電が間欠的になされるので、不要な電力消費となり望ましくない。
【００３７】
そこで、図２に示すように、ストップスイッチ９の後段にスタータスイッチ８を直列に接続し、ストップスイッチ９とスタータスイッチ８とが共にオン状態に操作された場合に、始動用リレー１０の励磁巻線１０ｂへ給電するとともに、ベース抵抗３７を介してタイマ入力阻止用ＮＰＮトランジスタ３３へベース電流を供給する回路構成にすることで、スタータスイッチ８のみが操作された状態では始動用モータ１３への給電がなされないようにすることができる。
なお、図２に示した回路では、ストップスイッチ９とスタータスイッチ８と直列接続することで各スイッチの論理積出力を得る構成としているので、図１に示した２入力アンド回路３１を削除することができる。
【００３８】
図３はこの発明に係るスタータ保護装置を備えた始動・点火系のさらに他の実施の形態を示すブロック構成図である。
図３に示す始動制御ユニット３０は、３入力アンド回路３０Ａと、タイマを構成するリトリガブルモノマルチバイブレータ３０Ｂと、ゲート駆動回路３０Ｃとを備える。
【００３９】
リトリガブルモノマルチバイブレータ３０Ｂは、イネーブル入力端子３０Ｄに供給される信号の論理レベルがＬレベルの場合は、トリガ入力端子３０Ｅに供給されるクランク回転位置信号２２ａに基づいて出力端子３０ＦからＬレベルのモノマルチ出力信号（タイマ出力信号）３０ｆが予め設定したタイマ時間の間出力される。
なお、このリトリガブルモノマルチバイブレータ３０Ｂは、モノマルチ出力信号（タイマ出力信号）３０ｆを出力している間に、トリガ入力端子３０Ｅに次のクランク回転位置信号２２ａが供給された場合は、そのクランク回転位置信号２２ａが供給された時点から更に予め設定したタイマ時間の間、Ｌレベルのモノマルチ出力信号（タイマ出力信号）３０ｆを継続するよう構成されている。
ここで、リトリガブルモノマルチバイブレータ３０Ｂは、例えば０．５秒程度に設定している。
また、このリトリガブルモノマルチバイブレータ３０Ｂは、イネーブル入力端子３０Ｄに供給される信号の論理レベルがＨレベルの場合は、モノマルチバイブレータとしての動作を停止するとともに、出力端子３０ＦからＨレベルのモノマルチ出力信号（タイマ出力信号）３０ｆを出力するよう構成している。
【００４０】
３入力アンド回路３０Ａには、スタータスイッチ８が操作された時にＨレベルとなるスタータスイッチ操作信号と、ストップスイッチ９が操作された時にＨレベルとなるストップスイッチ操作信号と、リトリガブルモノマルチバイブレータ３０Ｂのモノマルチ出力信号（タイマ出力信号）３０ｆとがそれぞれ入力される。
３入力アンド回路３０Ａの論理積出力信号３０ａは、リトリガブルモノマルチバイブレータ３０Ｂのイネーブル入力端子３０Ｄ、ならびに、ゲート駆動回路３０Ｃへ供給される。
【００４１】
ゲート駆動回路３０Ｃは、３入力アンド回路３０ＡからＨレベルの論理積出力信号３０ａが供給されると、始動用モータ駆動用電界効果トランジスタ１４のゲートへ始動用モータ駆動用電界効果トランジスタ１４を導通させるためのゲート電力を供給する。
そして、始動用モータ駆動用電界効果トランジスタ１４が導通状態になると、始動用モータ１３にバッテリ４の直流電源が供給されて、始動用モータ１３が回転駆動される構成としている。
【００４２】
以上の構成であるから、リトリガブルモノマルチバイブレータ３０Ｂのモノマルチ出力信号（タイマ出力信号）３０ｆがＨレベルにある状態で、すなわち、クランク軸が回転していない状態で、スタータスイッチ８およびストップスイッチ９が共に操作されると、３入力アンド回路３０Ａの論理積出力３０ａがＨレベルとなり、このＨレベルの論理積出力３０ａによってゲート駆動回路３０Ｃから始動用モータ駆動用電界効果トランジスタ１４へゲート電力が供給され、始動用モータ駆動用電界効果トランジスタ１４が導通状態に駆動され、始動用モータ１３の回転駆動がなされる。
【００４３】
また、Ｈレベルの論理積出力３０ａはリトリガブルモノマルチバイブレータ３０Ｂのイネーブル入力端子３０Ｄに供給されるので、リトリガブルモノマルチバイブレータ３０Ｂはモノマルチバイブレータとしての動作が停止されるとともに、Ｈレベルのモノマルチ出力信号（タイマ出力信号）３０ｆを出力を継続する。
このため、始動用モータ１３が駆動された状態であっても、スタータスイッチ８およびストップスイッチ９が共に操作された状態が継続している限り、３入力アンド回路３０Ａの論理積出力３０ａはＨレベルを保持するので、ゲート駆動回路３０Ｃならびに始動用モータ駆動用電界効果トランジスタ１４を介して始動用モータ１３の運転状態を維持することができる。
【００４４】
スタータスイッチ８またはストップスイッチ９のいずれかがオフ状態になると３入力アンド回路３０Ａの論理積出力３０ａはＬレベルになるので、始動用モータ駆動用電界効果トランジスタ１４はオフ状態に制御され、始動用モータ１３の運転が停止される。
また、３入力アンド回路３０Ａの論理積出力３０ａはＬレベルになると、リトリガブルモノマルチバイブレータ３０Ｂのイネーブル入力端子３０ＤがＬレベルになるので、リトリガブルモノマルチバイブレータ３０Ｂは動作状態となる。
【００４５】
これにより、波形整形回路２２から出力されるクランク回転位置信号２２ａに基づいてリトリガブルモノマルチバイブレータ３０Ｂのモノマルチ出力信号（タイマ出力信号）３０ｆはＬレベルになる。
このＬレベルのモノマルチ出力信号（タイマ出力信号）３０ｆは、クランク軸回転中（エンジン回転中）ならびにクランク軸の回転が停止された時点（エンジンが停止した時点）からタイマ時間が経過するまで保持される。
【００４６】
従って、モノマルチ出力信号（タイマ出力信号）３０ｆがＬレベルの期間に、スタータスイッチ８ならびにストップスイッチ９と共に操作しても、３入力アンド回路３０Ａの論理積出力がＨレベルになることはなく、クランク軸回転中（エンジン回転中）ならびにクランク軸の回転が停止された時点（エンジンが停止した時点）からタイマ時間が経過するまでの間は、始動用モータ１３を再運転させることを防止することができる。
【００４７】
図４は始動用モータ，慣性飛び込み式のスタータピニオンならびにクランク軸に固定されたリングギヤの一具体例を示す断面構造図である。
始動用モータ１３が駆動されると、始動用モータ１３の出力軸１３１の先端に形成された始動用モータピニオンギヤ１３２に噛合する入力ギヤ１１６を介して始動用モータ１３の回動出力が飛び込みギヤ機構１１５へ伝達され、慣性飛び込み式のスタータピニオンギヤ１１７が図示の左方へ飛び出して、固定側プーリ半体７７の外周部に形成されたリングギヤ７７ａに噛み込み、固定側プーリ半体７７をクランク軸１４０とともに回転させて、エンジン１５０を始動させる。
【００４８】
なお、図４において、符号１１１はアウタステータの磁石、符号１１２はインナロータのコイルである。
符号７８は可動側プーリ半体である。
符号１２７はキック軸であり、このキック軸１２７に図示しないキックアームを介して連結された図示しないキックペダルが踏み込まれ、キック軸１２７がリターンスプリング１０１に抗して回転すると、キック軸１２７と一体に駆動ヘリカルギヤ１００が回転して、これと噛合する被動ヘリカルギヤ１０３が摺動軸１０２と一体に回転しながらフリクションスプリング１０５に抗して右方に摺動して、ラチェットホイール１０４がボス７９のラチェット７９ａと噛み合ってクランク軸１４０を強制的に回転させエンジン１５０を始動することができる。
【００４９】
図５は図１に示した始動制御装置の動作を示すタイミングチャートである。
図５（ａ）はスタータスイッチ８の操作状態を、図５（ｂ）はストップスイッチ９の操作状態を、図５（ｃ）は始動用モータ１３の動作状態を示している。
図５（ｄ）はエンジンの動作状態を、図５（ｅ）はパルサ１２によって検出されたクランク回転位置検出信号１２ａを、図５（ｆ）は波形整形回路２２の出力であるクランク回転位置信号２２ａを、図５（ｇ）はタイマ３２の出力信号３２ａを示している。
【００５０】
クランク軸が回転していない状態（エンジンが停止している状態）で、図５（ａ）ならびに図５（ｂ）に示すように、スタータスイッチ８ならびにストップスイッチ９が共にオン状態に操作されると、各スイッチ８，９が共にオン状態になった時刻ｔ１から、図５（ｃ）に示すように始動用モータ１３の運転が開始される。
始動用モータ１３が回転駆動されると、図４に示したように、慣性式飛び込みギヤ機構１１５のスタータピニオンギヤ１１７が飛び出して固定側プーリ半体７７の外周部に形成されたリングギヤ７７ａに噛合する。
固定側プーリ半体７７はクランク軸１４０に固定されているので、始動用モータ１３の回転動力によってクランク軸１４０を回転駆動して、図５（ｄ）に示すように、エンジン１５０を始動させることができる。
【００５１】
クランク軸１４０が回転駆動されると、クランク軸１４０の回転がパルサ１２によって検出され、クランク軸１４０の回転位置が特定の位置になるたびに、図５（ｅ）に示すように、クランク回転位置検出信号１２ａがパルサ１２から出力される。
波形整形回路２２は、クランク回転位置検出信号１２ａに波形整形を施して、図５（ｆ）に示すクランク回転位置信号２２ａを出力する。
スタータスイッチ８とストップスイッチ９とが共にオン状態に操作されている場合は、２入力アンド回路３１の論理積出力（Ｈレベル）によってタイマ入力阻止用ＮＰＮトランジスタ３３がオン状態に駆動され、これによってクランク回転位置信号２２ａがタイマ３２へ入力されるのを阻止しているので、タイマ３２の出力はＬレベルの状態にある。
【００５２】
時刻ｔ２で、スタータスイッチ８とストップスイッチ９がオフ状態に操作されると、２入力アンド回路３１の論理積出力はＬレベルとなり、タイマ入力阻止用ＮＰＮトランジスタ３３はオフ状態になり、クランク回転位置信号２２ａがタイマ３２へ入力されるので、タイマ出力信号３２ａはＬレベルに変化する。
タイマ出力信号３２ａがＬレベルになると、始動リレー駆動用ＮＰＮトランジスタ３４はオフ状態になり、始動用リレー１０の接点１０ａはオフ状態になるので、始動用モータ１３への電源供給が遮断されて、始動用モータ１３の運転が停止される。
【００５３】
タイマ３２は、クランク回転位置信号２２ａが入力された時点から予め設定したタイマ時間の間はＨレベルのタイマ出力３２ａを保持するので、エンジンが動作中はＬレベルのタイマ出力３２ａを継続する。
そして、エンジンが停止する際の最後のクランク回転位置検出信号２２ａが時刻ｔ４で入力されたとすると、その時刻ｔ４から予め設定したタイマ時間が経過した時刻ｔ５でタイマ出力信号３２ａはＨレベルとなる。
【００５４】
時刻ｔ２で始動操作を一旦解除した後に、タイマ出力信号３２ａがＬレベルとなっている期間（始動モータ再始動禁止期間）中の例えば時刻ｔ３で、スタータスイッチ８とストップスイッチ９とが共にオン状態する操作がなされても、始動制御ユニット３は、タイマ出力信号３２ａがＬレベルとなっている間は、始動用リレー１０をオフ状態に保持しているので、始動用モータ１３が始動されることがない。
また、始動制御ユニット３は、タイマ出力信号３２ａがＬレベルとなっている間は、再始動阻止用ＮＰＮトランジスタ３３をオンさせることで、２入力アンド回路３１の論理積出力によってタイマ入力阻止用ＮＰＮトランジスタ３３がオン状態に駆動されるのを阻止しているので、クランク回転位置信号２２ａが供給されている限りタイマ３２の出力信号３２ａがＨレベルに変化することはない。
【００５５】
従って、エンジン回転中ならびにエンジンが停止した時点からタイマ時間が経過するまでの間は、始動用モータ１３の再始動が制限される。
このため、エンジン回転中ならびにエンジンが停止した時点からタイマ時間が経過するまでの間（例えば時刻ｔ３）に、スタータスイッチ８とストップスイッチ９とが共にオン状態する操作がなされその状態が継続されていた場合は、タイマ出力３２ａがＨレベルに変化した時刻ｔ５になって、始動用モータ１３が再始動される。
【００５６】
このようにこの発明に係る始動制御ユニット３は、エンジン回転中ならびにエンジンが停止した時点からタイマ時間が経過するまでの間（図５に示す始動モータ再始動禁止期間）、始動用モータ１３の始動を制限するので、クランク軸に固定されたリングギヤ７７ａが回転している状態で、慣性飛び込み式のスタータピニオンギヤ１１７がリングギヤ７７ａ側へ飛び込むことを防止することができる。
よって、慣性飛び込み式のスタータピニオンギヤ１１７が回転中のリングギヤ７７ａ側へ飛び込む際に、リングギヤ７７ａへ衝突して異音を発生させたり、スタータピニオンギヤ１１７やリングギヤ７７ａが傷付くことを防止できる。
【００５７】
また、この発明に係る始動制御ユニット３は、スタータスイッチ８とストップスイッチ９とを共にオン操作した状態を保持している場合は、始動用モータ１３の運転を継続する構成としているので、エンジンが始動し難い場合であっても、始動用モータ１３の駆動力を有効に利用してエンジンを確実に始動させることができる。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したようにこの発明に係るスタータ保護装置は、タイマの出力が停止している状態でスタータスイッチがオンされた場合、スタータスイッチが操作されている間は始動用モータの動作を継続させる構成としたので、エンジンがかかりにくい場合であっても、始動用モータの駆動力を有効に利用してエンジンを確実に始動させることができる。
また、エンジン回転中ならびにエンジン停止時点から一定時間が経過するまで間にスタータスイッチを操作しても、タイマ出力に基づいて始動用モータの動作を抑制する構成としたので、回転中のリングギヤにスタータピニオンが飛び込むのを防止して、エンジン始動系を保護することができる。
【００５９】
なお、始動用モータの運転を制御する始動制御ユニットとエンジンの点火を制御する点火ユニットとを一体化して構成し、点火パルサからの信号をクランク回転に伴う信号として利用する構成にしたので、スタータ保護装置の小型化ならびに経済化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るスタータ保護装置を備えた始動・点火系の一実施の形態を示すブロック構成図
【図２】この発明に係るスタータ保護装置を備えた始動・点火系の他の形態を示すブロック構成図
【図３】この発明に係るスタータ保護装置を備えた始動・点火系のさらに他の形態を示すブロック構成図
【図４】始動用モータ，慣性飛び込み式のスタータピニオンならびにクランク軸に固定されたリングギヤの一具体例を示す断面構造図
【図５】始動制御装置の動作を示すタイミングチャート
【符号の説明】
１…始動・点火系、２…ＣＤＩユニット、３，３０…始動制御ユニット、８…スタータスイッチ（スタートスイッチ）、９…ストップスイッチ、１０…始動用リレー、１２…パルサ、１３…始動用モータ、１４…始動用モータ駆動用電界効果トランジスタ、２２…波形整形回路、３０Ｆ…タイマを構成するリトリガブルマルチバイブレータ、３１…２入力アンド回路、３２…タイマ、３３…タイマ入力阻止用ＮＰＮトランジスタ、３４…始動用リレー駆動用ＮＰＮトランジスタ、３６…再始動阻止用ＮＰＮトランジスタ、４１…タイマ時間設定用コンデンサ、４２…急速充電用ＮＰＮトランジスタ、４３…タイマ時間設定用の放電用抵抗、７７ａ…リングギヤ、１１５…飛び込みギヤ機構、１１７…慣性飛び込み式のスタータピニオン、１４０…クランク軸。
【図１】
0003681506.tif 000002
【図２】
0003681506.tif 000003
【図３】
0003681506.tif 000004
【図４】
0003681506.tif 000005
【図５】
0003681506.tif 000006