(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと連動して回転するリングギヤと、エンジン始動時に前記リングギヤを噛み合うピニオンギヤと、エンジン始動時にピニオンギヤを介してリングギヤを回転させるスタータモータと、電源装置から電力が供給されて前記ピニオンギヤと前記リングギヤとを互いに噛み合わせるマグネットスイッチ部と、前記ピニオンギヤと前記リングギヤとが噛み合わさる状態で接続される接点と、前記電源装置と前記マグネットスイッチ部との間に設けられてイグニッションスイッチと接続され前記エンジン始動時にオンされるスタータスイッチと、このスタータスイッチと並列に配置される第１の継電手段と、前記スタータモータと前記接点との間に設けられて前記電源装置からの電力をオンの状態で前記スタータモータに伝える第２の継電手段と、
イグニッションスイッチがオンで車両の走行が一時的に停止した時にエンジンの回転を停止させるとともに前記第１の継電手段をオンにしてエンジンを再作動させる前に予めピニオンギヤをリングギヤに噛み合わせ、
車両を発進させることを指令する信号が生じると前記第２の継電手段をオンにして前記スタータモータを回転させることによって、前記リングギヤに噛み合っているピニオンギヤを回転させる制御手段と、を備えたことを特徴とする車両のスタータ装置。
【請求項２】
前記制御手段は、車両が一時停止状態になった後、前記第１の継電手段がオンの状態で、車両が一時停止状態ではないと判定した場合に、前記第２の継電手段をオンにすることを特徴とする請求項１に記載の車両のスタータ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車などの車両に用いられるスタータ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車などの車両は、走行が一時的に停止した際に、エンジンをアイドリング状態に保つようになっている。このアイドリング状態は、燃料を無駄に消費するだけでなく、空気中に排出ガスを排出する。
【０００３】
この一時停止時の無駄な燃料消費と排出ガスの排出を防止するエンジン自動停止始動装置が、近年一部の車両に搭載されている。この種のエンジン自動停止始動装置の一例が実公平４−１３３９５号公報に示されている。この実公平４−１３３９５号公報に示されたエンジン自動停止始動装置は、車両の走行が一時的に停止した時にエンジンを停止させ、一時停止後の再発進時において、クラッチペダルやアクセルペダルなどが踏み込まれた後に、スタータのピニオンギヤとフライホイールのリングギヤとを互いに噛み合わせて、エンジンを再始動させる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来のエンジン自動停止始動装置は、比較的長い信号待ちなど走行が一時的に停止したときに一旦エンジンを停止させ、再発進させるために、クラッチペダルやアクセルペダルなどが操作されたときにピニオンギヤとリングギヤとを互いに噛み合わせてエンジンを再始動するようになっている。
【０００５】
このため、クラッチペダルやアクセルペダルを踏み込んでから車両が動きだすまでに、時間遅れが生じてしまい、運転者に違和感を与える傾向にあった。
したがって、本発明の目的は、車両の停止時にエンジンを一旦停止できる機能を有するとともに、再発進時に運転者に与える違和感を抑制することができスタータ装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し目的を達成するために本発明の車両のスタータ装置は、エンジンと連動して回転するリングギヤと、エンジン始動時にリングギヤを噛み合うピニオンギヤと、エンジン始動時にピニオンギヤを介してリングギヤを回転させるスタータモータと、電源装置から電力が供給されてピニオンギヤとリングギヤとを互いに噛み合わせるマグネットスイッチ部と、ピニオンギヤとリングギヤとが噛み合わさる状態で接続される接点と、電源装置とマグネットスイッチ部との間に設けられてイグニッションスイッチと接続されエンジン始動時にオンされるスタータスイッチと、このスタータスイッチと並列に配置される第１の継電手段と、スタータモータと接点との間に設けられて電源装置からの電力をオンの状態でスタータモータに伝える第２の継電手段と、イグニッションスイッチがオンで車両の走行が一時的に停止した時にエンジンの回転を停止させるとともに第１の継電手段をオンにしてエンジンを再作動させる前に予めピニオンギヤをリングギヤに噛み合わせ、車両を発進させることを指令する信号が生じると第２の継電手段をスタータモータを回転させることによって、リングギヤに噛み合っているピニオンギヤを回転させる制御手段とを備える。この場合、制御手段は、車両が一時停止状態になった後、第１の継電手段がオンの状態で、車両が一時停止状態ではないと判定した場合に、第２の継電手段をオンにする。
【０００７】
このように、前記スタータ装置は、走行状態から一時停止した際に、一旦エンジンを停止させるとともにピニオンギヤをリングギヤに噛み合わせる。その後、再発進する際にスタータモータを介してピニオンギヤを回転させることによって時間遅れを生じることもなくエンジンの再始動及び車両の再発進を行うことができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について図１ないし図３を参照して説明する。
自動車などの車両のスタータ装置１は、図１及び図２に示すように、リングギヤ２と、スタータ３と、制御手段としての制御装置４と、を備えている。リングギヤ２は、エンジンなどのフライホイールなどと連動して回転するようになっている。
【０００９】
スタータ３は、制御装置４の指令に基いてリングギヤ２を回転させて、エンジンを始動する装置である。スタータ３は、スタータスイッチ１０と、第１の継電手段としての第１のリレー１１と、第２の継電手段としての第２のリレー１２と、マグネットスイッチ部１３と、スタータモータ１４と、を備えている。また、スタータ３には、車両に搭載されるバッテリ５などの電源装置などから所望の電力が供給されるようになっている。
【００１０】
スタータスイッチ１０は、図示しないイグニッションスイッチと接続しており、このイグニッションスイッチなどによって、オン・オフされるようになっている。スタータスイッチ１０は、バッテリ５とマグネットスイッチ部１３との間に設けられ、前記イグニッションスイッチなどがオンすることによって、オンされて、バッテリ５の電力をマグネットスイッチ部１３に伝えるようになっている。
【００１１】
また、スタータスイッチ１０は、図１に示すように、車両の走行中においては常にオフの状態に保たれている。なお、前記イグニッションスイッチは、スタータスイッチ１０をオンしてエンジンが作動した後においてもエンジンが作動中であればオン状態を保っている。
【００１２】
第１のリレー１１は、前記スタータスイッチ１０と並列に設けられている。第１のリレー１１は制御装置４などと接続しており、この制御装置４の指令に基いてオン・オフするようになっている。第１のリレー１１は、制御装置４などの指令によってオンすることによって、バッテリ５の電力をマグネットスイッチ部１３に伝えるようになっている。なお、この第１のリレー１１は、図１に示すように、車両の走行中においては、常にオフの状態に保たれている。
【００１３】
マグネットスイッチ部１３は、プランジャ２０と、コイル部２１と、接点部２２などを備えている。プランジャ２０は、軸状に形成され、装置１などのフレーム６などによって、その軸線に沿って摺動自在に支持されている。プランジャ２０は、その軸線に沿って摺動することによって接点部２２の後述する第１の接点２２ａと第２の接点２２ｂとを互いに接離させるようになっている。
【００１４】
プランジャ２０は、図示しないリターンスプリングなどの付勢手段によって、接点部２２の第１の接点２２ａと第２の接点２２ｂとが互いに離れる方向に付勢されている。
【００１５】
コイル部２１は、それぞれプランジャ２０に巻付けられたホールディングコイル２３とプルインコイル２４とを備えている。コイル部２１は、スタータスイッチ１０などを介してバッテリ５から供給される電力によって、ホールディングコイル２３とプルインコイル２４との間に磁力による吸引力を生じ、この吸引力によって第１の接点２２ａと第２の接点２２ｂとが互いに接触する方向にプランジャ２０を変位させるようになっている。
【００１６】
接点部２２は、第１の接点２２ａと、第２の接点２２ｂとを備えている。第１の接点２２ａは、プランジャ２０の一端部２０ａに設けられている。第２の接点２２ｂは、第２のリレー１２と接続している。第２の接点２２ｂは、前記コイル２３，２４が生じた吸引力によって第１の接点２２ａと接続すると、バッテリ５などから供給される電力を第２のリレー１２に伝えるようになっている。
【００１７】
第２のリレー１２は、マグネットスイッチ部１３の第２の接点２２ｂと、スタータモータ１４との間に設けられている。第２のリレー１２は、制御装置４などと接続しており、この制御装置４の指令に基いてオン・オフするようになっている。
【００１８】
第２のリレー１２は、制御装置４などの指令によってオンすることによって、マグネットスイッチ部１３の接点部２２などを介して伝えられたバッテリ５の電力をスタータモータ１４に伝えるようになっている。なお、第２のリレー１２は、車両の走行中においてはオフの状態に保たれている。
【００１９】
スタータモータ１４は、フィールドコイル３０とアーマチュア３１などを備えている。フィールドコイル３０は、第２のリレー１２と接続している。アーマチュア３１は、本体部３２と、この本体部３２から突没自在な出力軸３３と、を備えている。スタータモータ１４は、第２のリレー１２などを介してフィールドコイル３０に電力が供給されると、前記出力軸３３がその軸回りに回転するようになっている。
【００２０】
また、前記出力軸３３の先端部３３ａには、リングギヤ２と互いに噛み合い自在なピニオンギヤ７が取付けられている。また、出力軸３３の先端部３３ａには、前記フレーム６などによってその中央部が回動自在に支持されたシフトレバー３４の一端部３４ａが取付けられている。シフトレバー３４は、その他端部３４ｂがプランジャ２０の他端部２０ｂに取付けられている。
【００２１】
前述した構成によって、コイル部２１に電力が供給されると、第１の接点２２ａと第２の接点２２ｂとが互いに接触する方向にプランジャ２０が変位する。このプランジャ２０の変位によって、シフトレバー３４などを介して出力軸３３が本体部２１から突出されて、ピニオンギヤ７がリングギヤ２に噛み合うようになっている。
【００２２】
そして、車両が完全に停止している状態からスタータスイッチ１０及び第１のリレー１１がオンされるエンジン始動時は、スタータスイッチ１０及び第１のリレー１１がオフにされることによって、コイル２３，２４が発生する吸引力がなくなると、リターンスプリングによって、第１の接点２２ａと第２の接点２２ｂとが互いに離れる方向にプランジャ２０が変位する。そして、ピニオンギヤ７とリングギヤ２との噛み合いが解除されるようになっている。
【００２３】
制御装置４は、マイクロプロセッサなどを備えた演算処理装置であって、第１のリレー１１と第２のリレー１２とに接続しており、スタータ装置１全体の制御をつかさどるようになっている。制御装置４は、図３中のステップＳ１において、イグニッションスイッチがオンであるか否かを判定し、オンであると判定するとステップＳ２に進みオンではないと判定するとこのステップＳ１を繰り返すようになっている。
【００２４】
ステップＳ２では、車速が零であるか否かを判定し、車速が零であると判定するとステップＳ３に進み車速が零ではないと判定すると前記ステップＳ１に戻るようになっている。
【００２５】
ステップＳ３では、車両が一時停止状態であるか否かを判定するようになっている。このステップＳ３では、例えば、アクセルペダルが操作されていなくかつ車速が零となってから所定時間が経過したことなどによって、一時停止状態であると判定する。一時停止状態であると判定するとステップＳ４に進み、一時停止状態ではないと判定するとステップＳ１０に進む。
【００２６】
ステップＳ４では、第１のリレー１１がオンであるか否かを判定し、オンではないと判定した際はステップＳ５ないしステップＳ６に進み、オンであると判定した際はステップＳ１に戻る。ステップＳ５では、燃料噴射、点火などのエンジン構成部品の機能を一時中断するよう制御装置４より各構成部品に信号が出力してエンジンを停止する。ステップＳ６では第１のリレー１１をオンにしてステップＳ１に戻る。
【００２７】
ステップＳ１０では、第２のリレー１２がオンであるか否かを判定し、オンではないと判定した場合にはステップＳ１１に進み、オンであると判定した際にはステップＳ２０に進む。ステップＳ１１では、第２のリレー１２をオンにしてステップＳ１に戻る。
【００２８】
ステップＳ２０では、エンジンが始動したか否かを判定する。エンジンが始動したと判定した場合にはステップＳ２１に進み、エンジン始動していないと判定した場合にはステップＳ１に戻る。ステップＳ２１では第２のリレー１２をオフにしスタータモータ１４を停止してステップＳ２２に進む。ステップＳ２２では、第１のリレー１１をオフにする。
【００２９】
前記制御装置４は、ＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ  ）などに前述した機能を付加するなどして構成されてもよく、前記ＥＣＵとは別体の専用の演算装置として構成されてもよい。
【００３０】
前述した構成によって、車両の走行中すなわちエンジンの回転中には、前記第１のリレー１１及び第２のリレー１２は、それぞれオフとなっており、コイル２３，２４には電力が供給されていないとともに、ピニオンギヤ７とリングギヤ２とは互いに噛み合っていない状態となっている。なお、前記イグニッションスイッチはオンの状態に保たれているとともに、制御装置４は、前記ステップＳ１及びステップＳ２の処理を繰り返している。
【００３１】
そして、ブレーキペダルなどを操作するなどして、車速が零となって停止すると、制御装置４はステップＳ３以降に処理に移る。制御装置４は、例えば、アクセルペダルが操作されていない状態でかつ所定時間車速が零の状態に維持されると、一時停止状態と判定する。
【００３２】
その後、ステップＳ４において第１のリレー１１がオンであるか否かを判定する。この時、一時停止の直後は第１のリレー１１がオフであるため、ステップＳ５及びズテップＳ６に基いてエンジンを停止して第１のリレー１１をオンにする。
【００３３】
すると、バッテリ５からマグネットスイッチ部１３のコイル部２１に電力が供給され、このコイル部２１の発生する吸引力によって第１の接点２２ａと第２の接点２２ｂとが互いに接触するようにブランジャ２０が変位する。図２に示すように、このブランジャ２０の変位によって、シフトレバー３４を介してアーマチュア３１の本体部３２から出力軸３３が突出して、ピニオンギヤ７とリングギヤ２とが互いに噛み合う。
【００３４】
このとき、第２のリレー１２がオフであるので、フィールドコイル３０には電力が供給されずに、スタータモータ１４は回転停止状態を維持している。こうして、車両の一時停止とともに、エンジンを停止して、スタータモータ１４のピニオンギヤ７とリングギヤ２とを互いに噛み合わせる。
【００３５】
その後、例えばアクセルペダルを操作するなどして、発進しようとすると、このときまで第２のリレー１２はオフとなっているので、ステップＳ１１において第２のリレー１２をオンにして、バッテリ５の電力をスタータモータ１４のフィールドコイル３０に供給する。
【００３６】
スタータモータ１４の出力軸３３が回転して、エンジンが再始動する。エンジンの再始動後は、再び第２のリレー１２と第１のリレー１１とをそれぞれオフにして、スタータモータ１４を停止するとともに、コイル部２１への電力の供給を停止してリターンスプリングの弾性復元力によってピニオンギヤ７とリングギヤ２との噛み合いを外す。
【００３７】
このように、ピニオンギヤ７は、エンジン始動時に前記リングギヤ２と噛み合いかつエンジン回転中は前記リングギヤ２に対する噛み合いが外れるようになっている。スタータモータ１４はエンジン始動時にピニオンギヤ７を介してリングギヤ２を回転させるようになっている。
【００３８】
制御装置４は、イグニッションスイッチがオンで車両の走行が一時的に停止した時にエンジンの回転を停止させるとともにエンジンを再作動させる前に予めピニオンギヤ７をリングギヤ２に噛み合わせておく。制御装置４は、車両を発進させることを指令する信号が生じた時に前記スタータモータ１４を回転させることによって、前記リングギヤ２に噛み合っているピニオンギヤ７を回転させる。
【００３９】
本実施形態のスタータ装置１によれば、車両が走行状態から一時停止すると、エンジンを一旦停止するとともに、第１のリレー１１をオンにしてピニオンギヤ７とリングギヤ２とを互いに噛み合わせる。その後、アクセルペダルを操作するなどの車両を発進させる信号が生じて、再発進する際に、第２のリレー１２をオンにしてスタータモータ１４を回転してエンジンを再始動する。
【００４０】
このように、一時停止中にピニオンギヤ７とリングギヤ２とを噛み合わせておき、アクセルペダルの操作と同時にスタータモータ１４が回転してエンジンが再始動するので、時間遅れを生じることもなくエンジンの再始動及び車両の再発進を行うことができる。
【００４１】
したがって、一時停止時にエンジンを一旦停止して無駄な燃料の消費や排出ガスの排出を抑制することができるとともに、再発進時に運転者に与える違和感を抑制することができる。
【００４２】
また、本実施形態では、エンジン再始動時に予めピニオンギヤ７とリングギヤ２とを噛み合わせる噛み合わせ手段として、第２のリレー１２及びこのリレー機構を設けただけであり、基本的なスタータ装置の構造を変えることなく、低コストなシステムである。
【００４３】
なお、本発明においては、図１及び図２に示すように、第１のリレー１１とマグネットスイッチ部１３との間にコイル１５を設けても良い。この場合、第１のリレー１１がオンしてコイル部２１に電力が供給される際に、このコイル部２１に供給される電力が徐々に増加する。そして、プランジャ２０の変位及ぶ出力軸３３の突出が比較的ゆっくりと行われることとなって、ピニオンギヤ７とリングギヤ２とが接触する際に生じる異音を抑制することができる。
【００４４】
また、前記第１のリレー１１をオンして、コイル部２１に電力を供給する際にこの電力をパルス幅変調などのインバータ制御によって、徐々に増加させるようにしても良い。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、走行が一時的に停止した際に、一旦エンジンを停止させるとともにピニオンギヤをリングギヤに噛み合わせる。その後、再発進する際にスタータモータを回転させることによって時間遅れを生じることもなくエンジンの再始動及び再発進を行うことができる。
【００４６】
したがって、一時停止時にエンジンを一旦停止して無駄な燃料の消費や排出ガスの排出を抑制することができるとともに、再発進時に運転者に与える違和感を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の車両のスタータ装置の構成を示す説明図。
【図２】図１に示された車両のスタータ装置のピニオンギヤとリングギヤとが互いに噛み合った状態を示す説明図。
【図３】図１に示された車両のスタータ装置の制御装置の処理の手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
１…スタータ装置
２…リングギヤ
３…スタータ
４…制御装置（制御手段）
７…ピニオンギヤ
１４…スタータモータ
【図１】
0003551783.tif 000002
【図２】
0003551783.tif 000003
【図３】
0003551783.tif 000004