(57)【要約】【課題】  バッテリ４が弱ってる場合など、スタータ作動時にバッテリ電圧が大きく降下すると、ＥＣＵによるスタータ制御回路３の制御が不能になり、スタータ１の作動継続ができなくなる可能性がある。【解決手段】  スタータ作動条件が成立すると、始動用スイッチ素子７がＯＮされて、第１励磁コイル１１の通電が開始され、マグネットスイッチ常開接点６が閉じられてスタータ１の通電が開始される。スタータ１の作動時、バッテリ電圧が大きく降下して始動用スイッチ素子７がＯＦＦする可能性がある。しかし、マグネットスイッチ常開接点６が閉じられた際に、第２励磁コイル１２が通電される。すると、始動用スイッチ素子７のＯＮ−ＯＦＦ状態に関係なく、マグネットスイッチ常開接点６を閉じた状態に保つため、始動用スイッチ素子７がＯＦＦしても、マグネットスイッチ常開接点６を閉じた状態に保つ。この結果、バッテリ電圧の降下が生じても、スタータ１の通電を継続できる。【選択図】  図１
2005233081.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）車両に搭載されるバッテリから電力の供給を受けると磁力を発生するマグネットスイッチ励磁コイルを備えるとともに、このマグネットスイッチ励磁コイルが発生する磁力によって閉じられるマグネットスイッチ常開接点を備えるマグネットスイッチと、
（ｂ）前記マグネットスイッチ常開接点が閉じられることにより前記バッテリから電力の供給を受けてエンジンの始動を行うスタータと、
（ｃ）前記バッテリの電力を前記マグネットスイッチ励磁コイルに与えるための始動用スイッチ素子を備えたスタータ制御回路と、
（ｄ）前記バッテリの電力で作動し、所定のスタータ作動条件が成立すると、所定のスタータ停止条件が成立するまでの間、前記始動用スイッチ素子をオンさせるコンピュータを搭載した制御装置と、
を具備する車両用始動装置において、
前記マグネットスイッチ励磁コイルは、
前記始動用スイッチ素子によってオンオフ切替される第１励磁コイル、および前記マグネットスイッチ常開接点が閉じられることにより通電される第２励磁コイルを備え、
前記スタータ制御回路は、前記第２励磁コイルをオフさせる第２励磁コイル停止手段を備えることを特徴とする車両用始動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用始動装置において、
前記第２励磁コイル停止手段は、
前記バッテリから電力の供給を受けると磁力を発生する停止用励磁コイルと、
この停止用励磁コイルが発生する磁力によって開かれる停止用常閉接点と、
前記停止用励磁コイルを通電させる停止用スイッチ素子とを備え、
所定の運転停止条件が成立すると、前記停止用スイッチ素子をオンさせて、前記停止用励磁コイルを通電して前記第２励磁コイルの通電を停止させることを特徴とする車両用始動装置。
【請求項３】
請求項２に記載の車両用始動装置において、
前記停止用スイッチ素子は、前記始動用スイッチ素子に比較して、素子容量が小さいことを特徴とする車両用始動装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の車両用始動装置において、
前記制御装置は、前記スタータを停止させる際、前記第１励磁コイルが通電状態の場合、前記停止用スイッチ素子をオンさせて、前記停止用励磁コイルを通電して前記停止用常閉接点を開かせた状態で、前記始動用スイッチ素子をオフさせて、前記マグネットスイッチ励磁コイルの通電を停止して前記スタータを停止させることを特徴とする車両用始動装置。
【請求項５】
請求項２または請求項３に記載の車両用始動装置において、
前記制御装置は、前記スタータを停止させる際、前記第１励磁コイルが通電停止状態の場合、始動用スイッチ素子をオンさせた後に、前記停止用スイッチ素子をオンさせて、前記停止用励磁コイルを通電して前記停止用常閉接点を開かせた状態で、前記始動用スイッチ素子をオフさせて、前記マグネットスイッチ励磁コイルの通電を停止して前記スタータを停止させることを特徴とする車両用始動装置。
【請求項６】
（ａ）車両に搭載されるバッテリから電力の供給を受けると磁力を発生するマグネットスイッチ励磁コイルを備えるとともに、このマグネットスイッチ励磁コイルが発生する磁力によって閉じられるマグネットスイッチ常開接点を備えるマグネットスイッチと、
（ｂ）前記マグネットスイッチ常開接点が閉じられることにより前記バッテリから電力の供給を受けてエンジンの始動を行うスタータと、
（ｃ）前記バッテリとは別電源である補助バッテリと、
（ｄ）前記バッテリまたは前記補助バッテリの電力を前記マグネットスイッチ励磁コイルに与えるための始動用スイッチ素子を備えたスタータ制御回路と、
（ｅ）前記補助バッテリの電力で作動し、所定のスタータ作動条件が成立すると、所定のスタータ停止条件が成立するまでの間、前記始動用スイッチ素子をオンさせるコンピュータを搭載した制御装置と、
を具備する車両用始動装置。
【請求項７】
（ａ）車両に搭載されるバッテリから電力の供給を受けると磁力を発生するマグネットスイッチ励磁コイルを備えるとともに、このマグネットスイッチ励磁コイルが発生する磁力によって閉じられるマグネットスイッチ常開接点を備えるマグネットスイッチと、
（ｂ）前記マグネットスイッチ常開接点が閉じられることにより前記バッテリから電力の供給を受けてエンジンの始動を行うスタータと、
（ｃ）前記バッテリの電力を前記マグネットスイッチ励磁コイルに与えるための始動用スイッチ素子を備えたスタータ制御回路と、
（ｄ）前記バッテリの電力で作動し、所定のスタータ作動条件が成立すると、所定のスタータ停止条件が成立するまでの間、前記始動用スイッチ素子をオンさせるコンピュータを搭載した制御装置と、
（ｅ）車両乗員によって操作され、前記始動用スイッチ素子を短絡させる手動始動手段と、
を具備する車両用始動装置。
【請求項８】
請求項７に記載の車両用始動装置において、
前記手動始動手段は、
電力の供給を受けると磁力を発生する手動用励磁コイルと、
前記始動用スイッチ素子と並列に接続され、前記手動用励磁コイルが発生する磁力によって閉じられる手動用常開接点と、
車両乗員によって操作され、前記手動用励磁コイルを通電させる手動スイッチと、
を備えることを特徴とする車両用始動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の運転条件（スタータ作動条件およびスタータ停止条件）に応じてスタータの作動を制御する車両用始動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
（従来の技術）
予め設定されたエンジンの停止条件が成立すると自動的にエンジンを停止し、予め設定されたエンジンの始動条件が成立すると自動的にエンジンの始動を行うアイドルストップ車両が提案されている。
このアイドルストップ車両では、エンジンの始動条件（＝スタータ作動条件）が成立すると、コンピュータを搭載した制御装置（以下、ＥＣＵ）がスタータ制御回路の始動用スイッチ素子をＯＮさせることでマグネットスイッチ励磁コイルをＯＮし、マグネットスイッチ常開接点を閉じさせて、スタータを作動させるものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
（従来の技術の不具合）
スタータの作動時、特にスタータ作動開始直後は、スタータにおいて大電力が消費される。この結果、車両に搭載されるバッテリ電圧が大きく降下する。特に、バッテリが弱っていると、スタータ作動時には電圧降下量が大きくなる。
ここで、定格電圧が１２Ｖのバッテリを搭載する車両で考えてみた場合、電圧降下によりバッテリ電圧が２〜３Ｖに降下してもスタータは作動してエンジンの始動を行うことができる。
【０００４】
しかし、コンピュータを搭載するＥＣＵは、作動電圧が４〜５Ｖ以上必要であるため、スタータの作動によってバッテリ電圧の降下量が大きくなって、バッテリ電圧が４〜５Ｖ以下に低下すると、始動用スイッチ素子を制御できなくなり、スタータによるエンジン始動を継続できなくなる事態が生じる可能性がある。
このように、スタータのマグネットスイッチをＥＣＵによって制御する場合は、スタータの作動電圧だけでなく、ＥＣＵの作動電圧を確保する必要がある。
そこで、バッテリを高容量化する試みがなされているが、重量の増加、コストの増加、搭載スペースの確保が困難である等の不具合を招いてしまう。
【特許文献１】特開２００２−３８９８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、スタータの作動によってバッテリ電圧がＥＣＵの作動電圧より下がった場合であっても、スタータによるエンジン始動を継続できる車両用始動装置の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
［請求項１の手段］
請求項１の手段を採用する車両用始動装置は、ＥＣＵにより始動用スイッチ素子がＯＮされると、マグネットスイッチ励磁コイルの第１励磁コイルがＯＮして、マグネットスイッチ常開接点が閉じてスタータが作動する。一方、マグネットスイッチ常開接点が閉じたことにより、第２励磁コイルがＯＮする。第２励磁コイルは、一旦ＯＮされると、第２励磁コイルの磁力でマグネットスイッチ常開接点を閉じた状態に保つ。
スタータの作動により、バッテリ電圧が大きく降下し、ＥＣＵの作動電圧を下回ると、ＥＣＵによる第１励磁コイルの制御が不能になる。
しかるに、マグネットスイッチ励磁コイルの第２励磁コイルが、マグネットスイッチ常開接点を閉じた状態に保つため、スタータの作動が継続する。
スタータの作動を停止する際は、ＥＣＵが第２励磁コイル停止手段を作動させて第２励磁コイルをＯＦＦさせることで、第２励磁コイルがマグネットスイッチ常開接点を閉じた状態に保つ作用が無くなるため、マグネットスイッチ励磁コイルの通電を停止することが可能になる。
このように、請求項１の手段を採用することにより、スタータの作動によってバッテリ電圧がＥＣＵの作動電圧より下がった場合であっても、スタータによるエンジン始動を継続できる。
【０００７】
［請求項２の手段］
請求項２の手段を採用する車両用始動装置の第２励磁コイル停止手段は、バッテリから電力の供給を受けると磁力を発生する停止用励磁コイルと、この停止用励磁コイルが発生する磁力によって開かれる停止用常閉接点と、停止用励磁コイルを通電させる停止用スイッチ素子とを備え、所定の運転停止条件が成立すると、停止用スイッチ素子をＯＮさせて、停止用励磁コイルを通電して第２励磁コイルの通電を停止させるものである。
このように、第２励磁コイルは、常閉の停止用常閉接点が開くことによってＯＦＦできるものであるため、バッテリ電圧の降下の影響を受けずに第２励磁コイルのＯＮ状態を継続できる。
また、停止用励磁コイルと停止用常閉接点は、小容量のリレーで構成できるため、低電圧（例えば、１〜２Ｖ）で停止用常閉接点を開くことができる。このため、バッテリ電圧の降下の影響を受けずに第２励磁コイルのＯＮ状態を停止させることができる。
【０００８】
［請求項３の手段］
請求項３の手段を採用する車両用始動装置の停止用スイッチ素子は、始動用スイッチ素子に比較して、素子容量が小さいものである。
始動用スイッチ素子は、大電流が流れるマグネットスイッチ励磁コイルの第１励磁コイルをＯＮ−ＯＦＦさせる必要があり、大きな通電容量を持つ必要がある。しかし、停止用スイッチ素子は、流れる電流の少ない停止用励磁コイルをＯＮ−ＯＦＦするものであるため、素子容量を小さくできる。
【０００９】
［請求項４の手段］
請求項４の手段を採用する車両用始動装置のＥＣＵは、スタータを停止させる際、第１励磁コイルが通電状態の場合、停止用スイッチ素子をＯＮさせて、停止用励磁コイルを通電して停止用常閉接点を開かせた状態で、始動用スイッチ素子をＯＦＦさせて、マグネットスイッチ励磁コイルの通電を停止してスタータを停止させるものである。
このように、マグネットスイッチ常開接点より先に停止用常閉接点を開かせることにより、停止用常閉接点の信頼性を高めることができる。
【００１０】
［請求項５の手段］
請求項５の手段を採用する車両用始動装置のＥＣＵは、スタータを停止させる際、第１励磁コイルが通電停止状態の場合、始動用スイッチ素子をＯＮさせた後に、停止用スイッチ素子をＯＮさせて、停止用励磁コイルを通電して停止用常閉接点を開かせた状態で、始動用スイッチ素子をＯＦＦさせて、マグネットスイッチ励磁コイルの通電を停止してスタータを停止させるものである。
このように、マグネットスイッチ常開接点より先に停止用常閉接点を開かせることにより、停止用常閉接点の信頼性を高めることができる。
【００１１】
［請求項６の手段］
請求項６の手段を採用する車両用始動装置のＥＣＵは、バッテリとは別電源である補助バッテリから電力の供給を受けて作動するものである。
このため、スタータの作動により、バッテリ電圧が大きく降下しても、補助バッテリは電圧低下を招かず、ＥＣＵは正常に作動するため、始動用スイッチ素子を正常に制御でき、スタータによるエンジン始動を継続できる。
【００１２】
［請求項７の手段］
請求項７の手段を採用する車両用始動装置は、始動用スイッチ素子を短絡させる手動始動手段を設けたものである。
このように設けたことにより、スタータの作動時におけるバッテリ電圧の電圧降下量が大きく、ＥＣＵの作動電圧を下回ってＥＣＵによるスタータの作動の継続ができない場合でも、始動用スイッチ素子を手動で短絡させることによって、スタータを継続的に作動させることができる。
【００１３】
［請求項８の手段］
請求項８の手段を採用する車両用始動装置の手動始動手段は、電力の供給を受けると磁力を発生する手動用励磁コイルと、始動用スイッチ素子と並列に接続され、手動用励磁コイルが発生する磁力によって閉じられる手動用常開接点と、車両乗員によって操作され、手動用励磁コイルを通電させる手動スイッチとを備えるものである。
手動用励磁コイルおよび手動用常開接点は、小容量のリレーで構成できるため、低電圧（例えば、１〜２Ｖ）で手動用常開接点を閉じて始動用スイッチ素子を短絡させることができる。このため、バッテリ電圧の降下の影響を受けずに始動用スイッチ素子を短絡できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
最良の形態１の車両用始動装置は、（ａ）車両に搭載されるバッテリから電力の供給を受けると磁力を発生するマグネットスイッチ励磁コイルを備えるとともに、このマグネットスイッチ励磁コイルが発生する磁力によって閉じられるマグネットスイッチ常開接点を備えるマグネットスイッチと、（ｂ）マグネットスイッチ常開接点が閉じられることによりバッテリから電力の供給を受けてエンジンの始動を行うスタータと、（ｃ）バッテリの電力をマグネットスイッチ励磁コイルに与えるための始動用スイッチ素子を備えたスタータ制御回路と、（ｄ）バッテリの電力で作動し、所定のスタータ作動条件が成立すると、所定のスタータ停止条件が成立するまでの間、始動用スイッチ素子をＯＮさせるコンピュータを搭載したＥＣＵと、を具備する。
マグネットスイッチ励磁コイルは、始動用スイッチ素子によってＯＮ−ＯＦＦ切替される第１励磁コイル、およびマグネットスイッチ常開接点が閉じられることにより通電される第２励磁コイルを備え、スタータ制御回路は、第２励磁コイルをＯＦＦさせる第２励磁コイル停止手段を備える。
【００１５】
最良の形態２の車両用始動装置は、（ａ）車両に搭載されるバッテリから電力の供給を受けると磁力を発生するマグネットスイッチ励磁コイルを備えるとともに、このマグネットスイッチ励磁コイルが発生する磁力によって閉じられるマグネットスイッチ常開接点を備えるマグネットスイッチと、（ｂ）マグネットスイッチ常開接点が閉じられることによりバッテリから電力の供給を受けてエンジンの始動を行うスタータと、（ｃ）バッテリとは別電源である補助バッテリと、（ｄ）バッテリまたは補助バッテリの電力をマグネットスイッチ励磁コイルに与えるための始動用スイッチ素子を備えたスタータ制御回路と、（ｅ）補助バッテリの電力で作動し、所定のスタータ作動条件が成立すると、所定のスタータ停止条件が成立するまでの間、始動用スイッチ素子をＯＮさせるコンピュータを搭載したＥＣＵと、を具備する。
【００１６】
最良の形態３の車両用始動装置は、（ａ）車両に搭載されるバッテリから電力の供給を受けると磁力を発生するマグネットスイッチ励磁コイルを備えるとともに、このマグネットスイッチ励磁コイルが発生する磁力によって閉じられるマグネットスイッチ常開接点を備えるマグネットスイッチと、（ｂ）マグネットスイッチ常開接点が閉じられることによりバッテリから電力の供給を受けてエンジンの始動を行うスタータと、（ｃ）バッテリの電力をマグネットスイッチ励磁コイルに与えるための始動用スイッチ素子を備えたスタータ制御回路と、（ｄ）バッテリの電力で作動し、所定のスタータ作動条件が成立すると、所定のスタータ停止条件が成立するまでの間、始動用スイッチ素子をＯＮさせるコンピュータを搭載したＥＣＵと、（ｅ）車両乗員によって操作され、始動用スイッチ素子を短絡させる手動始動手段と、を具備する。
【実施例１】
【００１７】
本発明の車両用始動装置を適用した実施例１を図１〜図４を参照して説明する。
まず、図１を参照して車両用始動装置の概略を説明する。
（車両用始動装置の構成）
車両用始動装置は、エンジンの始動を行うスタータ１と、このスタータ１の通電状態を切り替えるマグネットスイッチ２と、このマグネットスイッチ２をＯＮ−ＯＦＦ切替するスタータ制御回路３と、このスタータ制御回路３を制御するＥＣＵとからなる。
【００１８】
スタータ１は、車両に搭載されたバッテリ４から電力の供給を受けると、エンジンの始動を行う周知構造のものである。
【００１９】
マグネットスイッチ２は、マグネットスイッチ励磁コイル５と、マグネットスイッチ常開接点６とからなる。
マグネットスイッチ励磁コイル５は、車両に搭載されるバッテリ４から電力の供給を受けると磁力を発生する電磁石である。
マグネットスイッチ常開接点６は、マグネットスイッチ励磁コイル５が発生する磁力によって閉じられて、バッテリ４の電力をスタータ１へ供給する接点式のスイッチである。  
【００２０】
ＥＣＵには、制御処理、演算処理を行うＣＰＵ、各種のプログラムや各種のセンサ類から出力されたデータを保存する記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、スタンバイＲＡＭまたはＥＥＰＲＯＭ等のメモリ）、入力回路、出力回路、電源回路および各種電気駆動手段の駆動回路等の機能を含んで構成される周知の構造のコンピュータが設けられている。
ＥＣＵは、バッテリ４の電力で作動するものであり、電源回路は、バッテリ４から供給される例えば１２Ｖの電力を、ＥＣＵの作動に必要な例えば６Ｖの電力に変換し、ＥＣＵの各部に供給するＤＣ／ＤＣ変換器であり、バッテリ電圧が４〜５Ｖ以下に低下してしまうと、ＥＣＵにおいて正しい作動が不能になる可能性がある。
なお、車両の運転状態、エンジンの運転状態、走行状態等を検出する各種センサからのセンサ信号は、Ａ／Ｄ変換器でデジタル変換された後に、ＥＣＵに内蔵されたマイクロコンピュータに入力されるようになっている。
【００２１】
ＥＣＵは、アイドル時にエンジンを停止して、発進時に自動的にエンジンを始動させるアイドルストップ制御手段を備える。このアイドルストップ制御手段は、ＥＣＵにプログラムされている。
アイドルストップ制御手段は、一定の条件が成立した場合にエンジンを自動的に停止させる機能を持った自動停止手段と、自動停止の後に一定の条件が成立した場合にエンジンを自動的に始動させる機能を持った自動始動手段とを備える。
【００２２】
エンジンの自動停止手段は、エンジンの運転中に予め設定されたエンジン停止条件が成立したか否かを常時判定する。この実施例では、以下の３つの要件が全て満たされた時にエンジン停止条件が成立したと見なす。
（１）車速が０ｋｍ／ｈである。
（２）エンジンがアイドル運転中である。
（３）クラッチが接続されている。
この（１）〜（３）の要件が満たされた時には、車両が停車中であり、エンジン停止可能と見なし、エンジンの点火系と燃料噴射系の作動を中断してエンジンを停止させるとともに、エンジン停止フラグを立てる。
【００２３】
エンジンの自動始動手段は、エンジン停止フラグが立てられた状態において、予め設定されたエンジン始動条件が成立したか否かを常時判定する。この実施例では、上記（３）の要件が満たされなくなった時、即ち運転者によりクラッチが遮断されて、車両を発進させる意志があると見なした時に、エンジン始動条件が成立したと判定する。
エンジン始動条件が成立すると、ＥＣＵは、点火系と燃料噴射系の作動を再開するとともに、スタータ１を作動させてエンジン始動を行い、その後の発進に備える。なお、エンジンが完爆してエンジン回転数が所定回転以上に上昇すると、エンジン停止フラグが取り消される。
【００２４】
ＥＣＵは、スタータ１を作動させるスタータ作動制御手段を備える。このスタータ作動制御手段は、ＥＣＵにプログラムされている。
スタータ作動制御手段は、乗員の手動操作により、スタータスイッチをＯＮした際、および上述したエンジンの自動始動手段がスタータ１を作動させる指示を発生した際に、マグネットスイッチ励磁コイル５を通電させるものである。
スタータ制御回路３は、ＥＣＵとは別にスタータ１に搭載される、あるいはスタータ１の近傍に搭載されるものであり、マグネットスイッチ励磁コイル５のＯＮ−ＯＦＦ状態を切り替える始動用スイッチ素子７を備える。この始動用スイッチ素子７は、ＥＣＵの指示信号によりＯＮ−ＯＦＦされる半導体スイッチ素子であり、ＥＣＵの指示信号によって始動用スイッチ素子７がＯＮされるとバッテリ４の電力がマグネットスイッチ励磁コイル５に与えられる。
【００２５】
一方、ＥＣＵには、所定のスタータ作動条件が成立すると、所定のスタータ停止条件が成立するまでの間、始動用スイッチ素子７をＯＮさせて、マグネットスイッチ励磁コイル５を通電してスタータ１を作動させるスタータ制御手段がプログラムされている。
所定のスタータ作動条件の一例としては、（ａ１）乗員がスタータスイッチを手動でＯＮしている状態であり、その場合における所定のスタータ停止条件は、（ａ２）スタータスイッチがＯＮ状態からＯＦＦに戻された状態である。
また、所定のスタータ作動条件の他の一例としては、（ｂ１）上述したエンジンの自動始動手段がスタータ１を作動させる指示を発生した際であり、その場合における所定のスタータ停止条件は、（ｂ２）エンジンの完爆が検出された場合、あるいは乗員の手動操作によりイグニッションスイッチがＯＦＦされた場合である。
【００２６】
以上で述べたように、スタータ制御回路３は、バッテリ４の電力をマグネットスイッチ励磁コイル５に与えるための始動用スイッチ素子７を備えるものであり、ＥＣＵ（制御装置）は、バッテリ４の電力で作動し、所定のスタータ作動条件が成立すると、所定のスタータ停止条件が成立するまでの間、始動用スイッチ素子７をＯＮさせるコンピュータを搭載したものである。
【００２７】
（実施例１の特徴）
スタータ１の作動時、特にスタータ作動開始直後は、図３下段のグラフＡに示すように、スタータ１において大電力が消費される。この結果、車両に搭載されるバッテリ電圧（電源電圧）が大きく降下する。特に、バッテリ４が弱っていると、スタータ作動時には電圧降下量が大きくなる。
ここで、定格電圧が１２Ｖのバッテリ４を搭載する車両の場合、電圧降下によりバッテリ電圧が２〜３Ｖに降下してもスタータ１は作動してエンジンの始動を行うことができる。
【００２８】
しかし、コンピュータを搭載するＥＣＵは、作動電圧が４〜５Ｖ以上必要であるため、スタータ１の作動によってバッテリ電圧の降下量が大きくなって、図３上段のグラフＢに示すように、バッテリ電圧が４〜５Ｖ（図中、コントローラのシャットダウン電圧）以下に低下すると、始動用スイッチ素子７の制御が実施できなくなり、スタータ１を制御できなくなる。これによって、スタータ１によるエンジン始動を継続できなくなる事態が生じる可能性がある。
【００２９】
上記の不具合を解決するために、この実施例では、次の構成を採用している。
マグネットスイッチ励磁コイル５は、始動用スイッチ素子７によってＯＮ−ＯＦＦ切替される第１励磁コイル１１と、マグネットスイッチ常開接点６が閉じられることにより通電される第２励磁コイル１２とを備える。
第１励磁コイル１１は、始動用スイッチ素子７がＯＮすることにより、バッテリ４に接続されて、マグネットスイッチ常開接点６を閉じるのに必要な磁力を発生するコイルである。
第２励磁コイル１２は、マグネットスイッチ常開接点６が閉じた後において、バッテリ４に接続されてマグネットスイッチ常開接点６を閉じた状態に保つことのできる磁力を発生するコイルである。
【００３０】
上述したように、第１励磁コイル１１は、スタータ制御回路３に設けられた始動用スイッチ素子７によってＯＮ−ＯＦＦ切替されるものであるのに対し、第２励磁コイル１２は、マグネットスイッチ常開接点６が閉じたことによりＯＮし、一旦第２励磁コイル１２がＯＮされると、第２励磁コイル１２の磁力でマグネットスイッチ常開接点６を閉じた状態に保つ。このため、始動用スイッチ素子７をＯＮ−ＯＦＦ制御しても、第２励磁コイル１２の発生する磁力によって、マグネットスイッチ常開接点６を閉じた状態に保ってしまう。
そこで、スタータ制御回路３は、第２励磁コイル１２の通電を停止させる第２励磁コイル停止手段を設けている。
【００３１】
第２励磁コイル停止手段は、バッテリ４から電力の供給を受けると磁力を発生する停止用励磁コイル１３と、この停止用励磁コイル１３が発生する磁力によって開かれる停止用常閉接点１４と、停止用励磁コイル１３を通電させる停止用スイッチ素子１５とを備える。
この停止用スイッチ素子１５は、ＥＣＵの指示信号によりＯＮ−ＯＦＦ制御されるものであり、ＥＣＵは所定の運転停止条件が成立すると、停止用スイッチ素子１５をＯＮさせて、停止用励磁コイル１３を通電して、常閉の停止用常閉接点１４を開くことによって第２励磁コイル１２の通電を停止させる。
このように、第２励磁コイル１２は、常閉の停止用常閉接点１４を開くことによってＯＦＦできるものであるため、バッテリ電圧の降下の影響を受けずに第２励磁コイル１２のＯＮ状態を継続できる。
また、停止用励磁コイル１３と停止用常閉接点１４は、小容量のリレーで構成できるため、低電圧（例えば、１〜２Ｖ）で停止用常閉接点１４を開くことができる。このため、バッテリ電圧の降下の影響を受けずに第２励磁コイル１２のＯＮ状態を停止させることができる。
【００３２】
停止用スイッチ素子１５は、始動用スイッチ素子７に比較して、素子容量が小さく設けられている。始動用スイッチ素子７は、大電流が流れる第１励磁コイル１１を直接ＯＮ−ＯＦＦさせる必要があり、大きな通電容量を持つ必要がある。しかし、停止用スイッチ素子１５は、流れる電流の少ない停止用励磁コイル１３をＯＮ−ＯＦＦするものであるため、素子容量を小さくできる。
【００３３】
ＥＣＵは、スタータ１を停止させる際、第１励磁コイル１１が通電状態の場合、停止用スイッチ素子１５をＯＮさせて、停止用励磁コイル１３を通電して停止用常閉接点１４を開かせた状態で、始動用スイッチ素子７をＯＦＦさせて、マグネットスイッチ励磁コイル５の通電を停止してスタータ１を停止させるように設けられている。このように、マグネットスイッチ常開接点６より先に停止用常閉接点１４を開かせることにより、停止用常閉接点１４の信頼性を高めることができる。
【００３４】
また、ＥＣＵは、スタータ１を停止させる際、第１励磁コイル１１が通電停止状態の場合、始動用スイッチ素子７をＯＮさせた後に、停止用スイッチ素子１５をＯＮさせて、停止用励磁コイル１３を通電して停止用常閉接点１４を開かせた状態で、始動用スイッチ素子７をＯＦＦさせて、マグネットスイッチ励磁コイル５の通電を停止してスタータ１を停止させても良い。このように設けることにより、マグネットスイッチ常開接点６より先に常に停止用常閉接点１４を開かせることができ、停止用常閉接点１４の信頼性を高めることができる。
【００３５】
（フローチャートの説明）
ＥＣＵおよびスタータ制御回路３によるスタータ１の制御を図２のフローチャートを参照して説明する。
ステップＳ１：所定のスタータ作動条件が成立すると、始動信号（図４の上から一段目のタイムチャートの始動信号Ｃ１参照）を出力する。
ステップＳ２：始動信号が出力されると、始動用スイッチ素子７がＯＮされる。
ステップＳ３：始動用スイッチ素子７のＯＮにより、第１励磁コイル１１の通電が開始され、マグネットスイッチ常開接点６が閉じられる。
ステップＳ４：第２励磁コイル１２の通電が開始される。
ステップＳ５：上記ステップＳ３においてマグネットスイッチ常開接点６が閉じられたことにより、スタータ１の通電が開始される。
ステップＳ６：エンジン始動完了を検出すると（所定のスタータ停止条件の成立）、始動信号（図４の上から一段目のタイムチャートの始動信号Ｃ１参照）の出力を停止する。  ステップＳ７：エンジン始動完了が検出されると、停止用スイッチ素子１５をＯＮする。
ステップＳ８：すると、停止用常閉接点１４が開かれる。
ステップＳ９：すると、第２励磁コイル１２の通電が停止され、マグネットスイッチ常開接点６は、第１励磁コイル１１の発生する磁力によってのみ、閉じられた状態になる。  ステップＳ１０：次に、始動用スイッチ素子７をＯＦＦする。
ステップＳ１１：すると、第１励磁コイル１１の通電が停止される。
ステップＳ１２：すると、マグネットスイッチ常開接点６が開かれる。
この結果、スタータ１の通電が停止される。なお、マグネットスイッチ常開接点６が開かれた後に、停止用スイッチ素子１５がＯＦＦされ、停止用常閉接点１４が閉じられて、初期状態に戻される。
【００３６】
（実施例１の作動説明）
所定のスタータ作動条件が成立すると、所定のスタータ停止条件が成立するまでの間、ＥＣＵは始動信号を発生する（図４の上から一段目の始動信号Ｃ１参照）。
すると、上述したように、始動用スイッチ素子７がＯＮされて、第１励磁コイル１１の通電が開始され、マグネットスイッチ常開接点６が閉じられて（図４の上から二段目のマグネットスイッチＣ２参照）、スタータ１の通電が開始される。
【００３７】
スタータ１の作動時、特にスタータ作動開始直後は、図３下段のグラフＡに示すように、スタータ１において大電力が消費される。この結果、車両に搭載されるバッテリ電圧が大きく降下する。特に、バッテリ４が弱っていると、スタータ作動時には電圧降下量が大きくなる。
ここで、定格電圧が１２Ｖのバッテリ４を搭載する車両の場合、電圧降下によりバッテリ電圧が２〜３Ｖに降下してもスタータ１は作動してエンジンの始動を行うことができる。
【００３８】
しかし、コンピュータを搭載するＥＣＵは、作動電圧が４〜５Ｖ以上必要であるため、スタータ１の作動によってバッテリ電圧の降下量が大きくなって、図３上段のグラフＢに示すように、バッテリ電圧が４〜５Ｖ（図中、コントローラのシャットダウン電圧）以下に低下すると、始動用スイッチ素子７の制御が実施できなくなり、スタータ１を制御不能になる。
即ち、始動途中であっても、バッテリ電圧の電圧低下により、始動用スイッチ素子７がＯＦＦする可能性がある（図４の上から三段目の始動用スイッチ素子信号Ｃ３参照）。
【００３９】
しかるに、この実施例では、マグネットスイッチ常開接点６が閉じられると、第２励磁コイル１２が通電される。第２励磁コイル１２は、上述したように、一旦ＯＮされると、第２励磁コイル１２の磁力でマグネットスイッチ常開接点６を閉じた状態に保つため、始動用スイッチ素子７のＯＮ−ＯＦＦ状態に関係なく、第２励磁コイル１２の発生する磁力によって、マグネットスイッチ常開接点６を閉じた状態に保つ。このため、バッテリ電圧の電圧低下により、始動用スイッチ素子７がＯＦＦしても、マグネットスイッチ常開接点６を閉じた状態に保つことができ（図４の上から二段目のマグネットスイッチＣ２参照）、スタータ１の通電が継続される（図４の上から四段目のスタータＣ４参照）。
そして、完爆するなどして、所定のスタータ停止条件が成立すると、（１）停止用スイッチ素子１５をＯＮして、停止用常閉接点１４を開いて、第２励磁コイル１２の通電を停止した状態で、（２）始動用スイッチ素子７をＯＦＦして、第１励磁コイル１１の通電を停止して、マグネットスイッチ常開接点６を開いて、スタータ１の通電を停止する。
【００４０】
（実施例１の効果）
本実施例の車両用始動装置は、上述したように、スタータ１の作動により、バッテリ電圧が大きく降下し、ＥＣＵの作動電圧を下回り、始動用スイッチ素子７の制御が不能になっても、第２励磁コイル１２が、マグネットスイッチ常開接点６を閉じた状態に保つため、スタータ１の作動を継続することができる。
【実施例２】
【００４１】
図５、図６を参照して実施例２を説明する。なお、以下の実施例において、上記実施例１と同一符号は、同一手段物を示すものである。
この実施例２は、バッテリ４とは別電源である補助バッテリ２１を備える。なお、この補助バッテリ２１は、バッテリ４と同様、図示しないオルタネータによって所定電圧（例えば、１２Ｖ等）に充電されるものであるが、ダイオード等の手段により、補助バッテリ２１からバッテリ４へ電流が流れないように設けられている。
【００４２】
ＥＣＵおよびスタータ制御回路３は、補助バッテリ２１によって作動するものである。  始動用スイッチ素子７は、上記実施例１で示したように、所定のスタータ作動条件が成立すると、所定のスタータ停止条件が成立するまでの間（始動信号を発生する間）、ＥＣＵの指示信号によってＯＮされ、マグネットスイッチ励磁コイル５を通電してスタータ１を作動させるものである。なお、この実施例２のマグネットスイッチ励磁コイル５は、始動用スイッチ素子７によってＯＮ−ＯＦＦ制御されるコイルのみである。
【００４３】
（フローチャートの説明）
ＥＣＵおよびスタータ制御回路３によるスタータ１の制御を図６のフローチャートを参照して説明する。
ステップＳ２１：所定のスタータ作動条件が成立すると、始動信号を出力する。
ステップＳ２２：始動信号が出力されると、始動用スイッチ素子７がＯＮされる。
ステップＳ２３：すると、マグネットスイッチ励磁コイル５がＯＮされて、マグネットスイッチ常開接点６が閉じられる。
ステップＳ２４：すると、スタータ１の通電が開始される。
ステップＳ２５：エンジン始動完了を検出すると（所定のスタータ停止条件の成立）、始動信号の出力を停止する。
ステップＳ２６：すると、始動用スイッチ素子７をＯＦＦする。
ステップＳ２７：すると、マグネットスイッチ励磁コイル５の通電が停止される。
ステップＳ２８：すると、マグネットスイッチ常開接点６が開かれ、スタータ１の通電が停止され、初期状態に戻される。
【００４４】
（実施例２の効果）
本実施例の車両用始動装置は、上述したように、ＥＣＵおよびスタータ制御回路３がバッテリ４とは別電源である補助バッテリ２１から電力の供給を受けて作動するものであるため、スタータ１の作動により、バッテリ電圧が大きく降下しても、補助バッテリ２１は電圧低下を招かず、スタータ制御回路３は正常に作動でき、スタータ１によるエンジン始動を継続できる。
【実施例３】
【００４５】
図７を参照して実施例３を説明する。
この実施例３のＥＣＵは、実施例１と同様、バッテリ４からの電力の供給を受けて作動するものである。
この実施例３のマグネットスイッチ励磁コイル５は、実施例２と同様、始動用スイッチ素子７によってＯＮ−ＯＦＦ制御されるコイルのみである。
ＥＣＵは、実施例１で示したように、所定のスタータ作動条件が成立すると、所定のスタータ停止条件が成立するまでの間（始動信号を発生する間）、始動用スイッチ素子７をＯＮし、マグネットスイッチ励磁コイル５を通電してスタータ１を作動させるものである。
【００４６】
スタータ１の作動時、特にスタータ作動開始直後は、スタータ１において大電力が消費され、バッテリ電圧が大きく降下する。特に、バッテリ４が弱っていると、スタータ作動時には電圧降下量が大きくなる。バッテリ電圧が４〜５Ｖ（コントローラのシャットダウン電圧）以下に低下すると、ＥＣＵによる始動用スイッチ素子７の制御が実施できなくなり、スタータ１によるエンジン始動を継続できなくなる事態が生じる可能性がある。
【００４７】
そこで、この実施例３では、始動用スイッチ素子７を短絡させる手動始動手段を設けたものである。この手動始動手段は、車両乗員によって操作されるものであり、ＥＣＵによりスタータ１の始動制御が困難になった場合に、車両乗員が手動によってエンジン始動を継続させるものである。
【００４８】
手動始動手段は、バッテリ４または補助バッテリ２１から電力の供給を受けると磁力を発生する手動用励磁コイル３１と、始動用スイッチ素子７と並列に接続され、手動用励磁コイル３１が発生する磁力によって閉じられて始動用スイッチ素子７を短絡させる手動用常開接点３２と、車両乗員によって操作され、手動用励磁コイル３１を通電させる手動スイッチ３３とからなる。この手動スイッチ３３は、キースイッチとは別にリカバリー用に設けても良いし、キースイッチのスタータスイッチと共用させても良い。
手動用励磁コイル３１および手動用常開接点３２は、小容量のリレーで構成できるため、低電圧（例えば、１〜２Ｖ）で手動用常開接点３２を閉じて始動用スイッチ素子７を短絡させることができる。このため、バッテリ４から電力の供給を受ける場合では、バッテリ電圧の降下の影響を受けずに始動用スイッチ素子７を短絡できる。
【００４９】
（実施例３の効果）
本実施例の車両用始動装置は、上述したように、始動用スイッチ素子７を短絡させる手動始動手段（手動用励磁コイル３１、手動用常開接点３２、手動スイッチ３３）を設けたものである。このため、スタータ１の作動時におけるバッテリ電圧の電圧降下量が大きく、ＥＣＵの作動電圧を下回ってスタータ制御回路３によるスタータ１の作動の継続ができない場合でも、始動用スイッチ素子７を手動で短絡させることによって、スタータ１を継続的に作動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】車両用始動装置の概略電気回路図である（実施例１）。
【図２】スタータ制御のフローチャートである（実施例１）。
【図３】スタータ作動時におけるスタータ電流およびスタータ制御回路の電源電圧の変化を示したグラフである（実施例１）。
【図４】車両用始動装置の作動説明のためのタイムチャートである（実施例１）。
【図５】車両用始動装置の概略電気回路図である（実施例２）。
【図６】スタータ制御のフローチャートである（実施例２）。
【図７】車両用始動装置の概略電気回路図である（実施例３）。
【符号の説明】
【００５１】
１  スタータ
２  マグネットスイッチ
３  スタータ制御回路
４  バッテリ
５  マグネットスイッチ励磁コイル
６  マグネットスイッチ常開接点
７  始動用スイッチ素子
１１  第１励磁コイル
１２  第２励磁コイル
１３  停止用励磁コイル
１４  停止用常閉接点
１５  停止用スイッチ素子
２１  補助バッテリ
３１  手動用励磁コイル
３２  手動用常開接点
３３  手動スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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