(57)【要約】【課題】主電源２の容量を大きくすることもなく、主電源２の電圧を昇圧手段により昇圧することもなく、直流電動機３の始動に伴う主電源２の電圧降下を補償できるスタータ１を提供することにある。【解決手段】スタータ１は、直流電動機３が複巻電動機であり、分巻コイル６と直列に接続されたキャパシタ７、およびキャパシタ７を充電する第１通電方向とキャパシタ７から分巻コイル６へ放電する第２通電方向とを切り替えるＨ型制御装置８を備える。そして、直流電動機３の始動前に第１通電方向に通電され、直流電動機３の始動時にＨ型制御装置８により第１通電方向から第２通電方向へ通電方向が切り替えられる。これにより、直流電動機３の始動に伴う主電源２の電圧降下を補償して、スタータ１の必要トルクを確保することができる。【選択図】図１
2005105861.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電機子コイルと並列に接続された分巻コイルを有する直流電動機と、
前記電機子コイルと並列に接続され、かつ前記分巻コイルと直列に接続されたキャパシタと、
このキャパシタと前記直流電動機とに電力を供給する主電源と、
前記主電源から電力を供給させて前記キャパシタを充電する第１通電方向と、前記キャパシタから放電させて前記分巻コイルへ電力を供給する第２通電方向とを切り替える通電方向切替手段と、
前記直流電動機の始動前に、前記第１通電方向に通電させ、前記直流電動機の始動時に、前記通電方向切替手段により前記第１通電方向から前記第２通電方向へ切り替えさせる制御手段と
を備える内燃機関始動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関始動装置において、
前記制御手段は、前記第１通電方向に通電させる時間および前記第１通電方向に流す電流を、内燃機関の状態および前記主電源の状態に応じて変更できることを特徴とする内燃機関始動装置。
【請求項３】
請求項１に記載の内燃機関始動装置において、
前記制御手段は、前記第１通電方向に通電させる時間および前記第１通電方向に流す電流を、内燃機関始動モードに応じて変更できることを特徴とする内燃機関始動装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３に記載の内燃機関始動装置において、
前記キャパシタの静電容量は、前記直流電動機への電力供給に伴う前記主電源の電圧降下を補償できる値であることを特徴とする内燃機関始動装置。
【請求項５】
電機子コイルと並列に接続された分巻コイルを有する直流電動機と、
前記電機子コイルと並列に接続され、かつ前記分巻コイルと直列に接続されたキャパシタと、
このキャパシタと前記直流電動機とに電力を供給するとともに、前記直流電動機以外の車両負荷にも電力を供給する主電源と、
前記車両負荷と前記キャパシタとを電気的に接続する外部リード線と、
前記主電源から電力を供給させて前記キャパシタを充電する第１通電方向と、前記キャパシタから放電させて前記分巻コイルへ電力を供給する第２通電方向、および前記キャパシタから放電させて前記外部リード線を通して前記車両負荷へ電力を供給する第３通電方向とを切り替える通電方向切替手段と、
前記直流電動機の始動前に、前記第１通電方向に通電させ、前記直流電動機の始動時に、前記通電方向切替手段により前記第１通電方向から前記第２通電方向および前記第３通電方向へ切り替えさせる制御手段と
を備える内燃機関始動装置。
【請求項６】
直流電動機の電機子コイルと並列に接続されたキャパシタと、
このキャパシタと前記直流電動機とに電力を供給するとともに、前記直流電動機以外の車両負荷にも電力を供給する主電源と、
前記車両負荷と前記キャパシタとを電気的に接続する外部リード線と、
前記主電源から電力を供給させて前記キャパシタを充電する第１通電方向と、前記キャパシタから放電させて前記外部リード線を通して前記車両負荷へ電力を供給する第３通電方向とを切り替える通電方向切替手段と、
前記直流電動機の始動前に、前記第１通電方向に通電させ、前記直流電動機の始動時に、前記通電方向切替手段により前記第１通電方向から前記第３通電方向へ切り替えさせる制御手段と
を備える内燃機関始動装置。
【請求項７】
請求項５および請求項６に記載の内燃機関始動装置において、
前記制御手段は、前記第１通電方向に通電させる時間および前記第１通電方向に流す電流を、前記車両負荷の状態に応じて変更できることを特徴とする内燃機関始動装置。
【請求項８】
請求項５および請求項６に記載の内燃機関始動装置において、
前記制御手段は、前記直流電動機の始動時以外にも、前記第３通電方向への通電を行わせることができることを特徴とする内燃機関始動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関始動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、内燃機関始動装置（以降、スタータと呼ぶ）のトルクや回転数を可変にするため、主電源から電力の供給を受ける分巻コイルにより励磁を行う分巻電動機や複巻電動機をスタータへ用いる検討がなされている。ところで、電動機の電機子コイルには、通電時に数百アンペアもの大電流が流れるため、主電源は、スタータへの通電時に数ボルト程度の電圧降下を生じる。このため、分巻コイルを用いたスタータは、必要なトルクや回転数を得ることができず、小トルクで始動できる小排気量車に使用が限定されている。また、同じ主電源から電力の供給を受ける車両負荷も、電圧降下による影響を受けるため作動を停止させるなどの処置が必要となっている。
【０００３】
このような問題を解決するため、主電源の容量を大きくしてスタータのトルクおよび車両負荷の作動を確保する方法が考えられるが、コスト的に問題がある。また、ＤＣ／ＤＣコンバータにより電源の電圧を昇圧してキャパシタに充電しておき、必要に応じて放電する方法も考案されている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。しかし、この方法では、ＤＣ／ＤＣコンバータのような昇圧手段が別途必要になる。また、電気自動車のように昇圧手段を予め備えている場合でも、別途スタータと連結されることにより、昇圧手段の主用途において不都合が生じる懸念がある。
【特許文献１】特開平１１−３３２０１２号公報
【特許文献２】特開平１１−３３２０１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、主電源の容量を大きくすることもなく、主電源の電圧を昇圧手段により昇圧することもなく、スタータの必要トルクおよび車両負荷の作動を確保することができるスタータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
〔請求項１の手段〕
請求項１に記載の発明によれば、スタータは、分巻コイルを有する直流電動機と、電機子コイルと並列に接続され、かつ分巻コイルと直列に接続されたキャパシタと、主電源から電力を供給させてキャパシタを充電する第１通電方向とキャパシタから放電させて分巻コイルへ電力を供給する第２通電方向とを切り替える通電方向切替手段とを備える。そして直流電動機の始動前に第１通電方向に通電され、直流電動機の始動時に通電方向切替手段により第１通電方向から第２通電方向へ切り替えられる。
これにより、直流電動機の始動前に分巻コイルを電圧調整抵抗としてキャパシタを充電させることができる。また、直流電動機の始動時にキャパシタから分巻コイルへ放電させることができる。このため、電機子コイルへの通電に伴う主電源の電圧降下を補償して、スタータの必要トルクを確保することができる。
【０００６】
〔請求項２の手段〕
請求項２に記載の発明によれば、スタータは、第１通電方向に通電させる時間および第１通電方向に流す電流を、内燃機関の状態および主電源の状態に応じて変更することができる。
これにより、内燃機関の状態および主電源の状態に応じて、キャパシタの充電電圧を変更することができる。また、内燃機関の状態および主電源の状態に応じて、充電時間を最短化することもできる。
【０００７】
〔請求項３の手段〕
請求項３に記載の発明によれば、スタータは、第１通電方向に通電させる時間および第１通電方向に流す電流を、内燃機関始動モードに応じて変更することができる。
これにより、例えば交差点等で自動車が停止した時に内燃機関を自動停止・再始動させるエコランモード、および通常の始動モードなどの各種の内燃機関始動モードに応じて、キャパシタの充電電圧を変更したり、充電の要否を決めたりすることができる。
【０００８】
〔請求項４の手段〕
請求項４に記載の発明によれば、キャパシタの静電容量は、直流電動機への電力供給に伴う主電源の電圧降下を補償できる値である。
これにより、必要以上に高性能なキャパシタを用いずに主電源の電圧降下を補償できる。すなわち、必要以上に高性能なキャパシタを用いずに、必要トルクを得るための分巻コイルへの通電電流を確保できる。また、エコランモードでの再始動時間が遅延するのを防止できる。
【０００９】
〔請求項５の手段〕
請求項５に記載の発明によれば、スタータは、分巻コイルを有する直流電動機と、電機子コイルと並列に接続され、かつ分巻コイルと直列に接続されたキャパシタと、直流電動機以外の車両負荷とキャパシタとを電気的に接続する外部リード線と、主電源から電力を供給させてキャパシタを充電する第１通電方向とキャパシタから放電させて分巻コイルへ電力を供給する第２通電方向およびキャパシタから放電させて外部リード線を通して車両負荷へ電力を供給する第３通電方向とを切り替える通電方向切替手段とを備える。そして、直流電動機の始動前に第１通電方向に通電され、直流電動機の始動時に通電方向切替手段により第１通電方向から第２通電方向および第３通電方向へ切り替えられる。
これにより、直流電動機の始動前に分巻コイルを電圧調整抵抗としてキャパシタを充電させることができる。また、直流電動機の始動時にキャパシタから分巻コイルおよび車両負荷へ放電させることができる。このため、電機子コイルへの通電に伴う主電源の電圧降下を補償して、スタータの必要トルクおよび車両負荷の作動を確保することができる。
【００１０】
〔請求項６の手段〕
請求項６に記載の発明によれば、スタータは、直流電動機の電機子コイルと並列に接続されたキャパシタと、直流電動機以外の車両負荷とキャパシタとを電気的に接続する外部リード線と、主電源から電力を供給させてキャパシタを充電する第１通電方向と、キャパシタから放電させて外部リード線を通して車両負荷へ電力を供給する第３通電方向とを切り替える通電方向切替手段とを備える。そして、直流電動機の始動前に第１通電方向に通電され、直流電動機の始動時に通電方向切替手段により第１通電方向から第３通電方向へ切り替えられる。
これにより、直流電動機の始動前にキャパシタを充電させて、直流電動機の始動時にキャパシタから車両負荷へ放電させることができる。このため、電機子コイルへの通電に伴う主電源の電圧降下を補償して、車両負荷の作動を確保することができる。
【００１１】
〔請求項７の手段〕
請求項７に記載の発明によれば、スタータは、第１通電方向に通電させる時間および第１通電方向に流す電流を、車両負荷の状態に応じて変更することができる。
これにより、車両負荷の状態に応じて、キャパシタの充電電圧を変更することができる。また、車両負荷の状態に応じて、充電時間を最短化することもできる。
【００１２】
〔請求項８の手段〕
請求項８に記載の発明によれば、スタータは、直流電動機の始動時以外にも、第３通電方向への通電を行わせることができる。
これにより、車両負荷の状態に応じて、随時、車両負荷への通電を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
主電源の容量を大きくすることもなく、主電源の電圧を昇圧手段により昇圧することもなく、直流電動機の始動に伴う主電源の電圧降下を補償するという課題を、分巻コイルと直列にキャパシタを接続し、スタータの始動前にキャパシタを充電しておき、始動時に通電方向を切り替えて放電することにより解決した。
【実施例１】
【００１４】
〔実施例１の構成〕
本実施例のスタータ１の構成を図面に基づいて説明する。本実施例のスタータ１は、内燃機関（図示せず）の始動装置であり、例えば自動車等の車両に搭載されている。スタータ１は、図１に示すごとく、主電源２、主電源２から電力の供給を受けることにより内燃機関を始動するのに必要なトルク（以降、単に必要トルクと呼ぶ）を発生させる直流電動機３、直流電動機３の電機子コイル４への電力供給を開始または停止するリレー５、直流電動機３の分巻コイル６に充電電力を供給するキャパシタ７、キャパシタ７への充電とキャパシタ７からの放電とを切り替えるＨ型制御装置８、直流電動機３、リレ５ー、キャパシタ７、およびＨ型制御装置８などの作動を制御する制御装置９（以降、ＥＣＵ９と呼ぶ）などを備える。
【００１５】
直流電動機３は、電機子コイル４と直列に接続された直巻コイル１０、および電機子コイル４と並列に接続された分巻コイル６が励磁電流の供給を受けることにより、必要トルクを発生させる複巻電動機である。すなわち、直巻コイル１０と分巻コイル６とは、リレー５が閉じているときに極性が同一となるように配置され、直巻コイル１０による起磁力と分巻コイル６による起磁力とが相加わるように接続されている。そして、直巻コイル１０による起磁力と分巻コイル６による起磁力とにより、電機子コイル４が電磁力を得て、必要トルクが発生する。
【００１６】
リレー５は、ソレノイド１１への通電により閉じられる常開型マグネットスイッチであり、直巻コイル１０および電機子コイル４への電力供給を開始または停止する。リレー５は、直巻コイル１０および分巻コイル６へ向かう分岐点と直巻コイル１０との間に設けられている。そして、リレー５が閉じられると主電源２から直巻コイル１０および電機子コイル４への電力の供給が始まり、直流電動機３が始動される。
【００１７】
キャパシタ７は、コンデンサやバッテリなどの周知の充電手段であり、主電源２から電力の供給を受けて充電され、この充電された電力を分巻コイル６に供給する。なお、本実施例では、キャパシタ７としてコンデンサを用いている。キャパシタ７は、電機子コイル４と並列に接続され、かつ分巻コイル６と直列に接続されている。
【００１８】
そして、キャパシタ７は、直流電動機３の始動前に主電源２から電力の供給を受けることにより、分巻コイル６を電圧調整抵抗として充電され、この充電された電力は、直流電動機３の始動後に放電される。この放電により、分巻コイル６は直流電動機３の始動前と逆方向に電力の供給を受ける。キャパシタ７の静電容量は、直流電動機３への電力供給に伴う主電源２の電圧降下を補償できる値である。例えば、主電源２の電圧降下を２ボルトとすると、キャパシタ７からの放電による分巻コイル６への通電電流を１０アンペア以上とし、エコランモードでの始動時間を１秒以下とするため、５ファラド以上に設定されている。
【００１９】
Ｈ型制御装置８は、キャパシタ７への充電とキャパシタ７からの放電とを切り替える通電方向切替手段である。Ｈ型制御装置８は、トランジスタやリレーなどの制御素子１２、１３、１４、１５、および制御素子１２、１３、１４、１５の１端子が接続されたドライバ１６を備える。なお、本実施例では制御素子１２、１３、１４、１５として、トランジスタを用いている。また、Ｈ型制御装置８は、Ｈ字の中央横線に分巻コイル６およびキャパシタ７を配し、Ｈ字の上下左右の四端に制御素子１２、１３、１４、１５を配した構造を有する。
【００２０】
そして、ドライバ１６からの出力に応じて、制御素子１２、１３、１４、１５の作動が切り替えられ、分巻コイル６およびキャパシタ７への通電方向が切り替えられる。すなわち、主電源２から電力を供給させてキャパシタ７を充電する第１通電方向と、キャパシタ７から放電させて分巻コイル６へ電力を供給する第２通電方向との間で通電方向が切り替えられる。ここで、図２に示すごとく、制御素子１２、１４は、第１通電方向に通電が行われるときに作動し、主電源２→制御素子１２→分巻コイル６→キャパシタ７→制御素子１４の方向に電流が流れる。また、制御素子１３、１５は、第２通電方向に通電が行われるときに作動し、主電源２→制御素子１３→キャパシタ７→分巻コイル６→制御素子１５の方向に電流が流れる。
【００２１】
また、第１通電方向への通電時間はドライバ１６の設定値に応じて決められ、第１通電方向に流す電流はドライバ１６の制御値に応じて決められる。なお、ドライバ１６の設定値および制御値は、キャパシタ７の目標充電電圧（以降、キャパシタ所定電圧と呼ぶ）に応じて決められる。
【００２２】
ＥＣＵ９は、入力装置、出力装置、中央演算処理装置、記憶装置などにより構成される周知のコンピュータである。ＥＣＵ９は、直流電動機３、リレ５ー、キャパシタ７、およびＨ型制御装置８などの作動を制御する。例えば、ＥＣＵ９は、ドライバ１６を介して第１通電方向と第２通電方向との切替を行う。また、スイッチ１７の切替を行うことにより直流電動機３の始動および停止を行う。ここで、スイッチ１７は、ＯＦＦ端子、ＯＮ端子、およびＳＴ端子の３つの端子を有する切替スイッチである。そして、ＯＮ端子が閉じられているときは主電源２とドライバ１６との間が接続され、ＳＴ端子が閉じられているときは主電源２とソレノイド１１、および主電源２とドライバ１６との間が接続される。これにより直流電動機３が始動する。
【００２３】
なお、ＥＣＵ９は、内燃機関の状態、主電源２の状態、およびエコランモードまたは通常モードなどの内燃機関始動モードに応じて、ドライバ１６の制御値と設定値とを変更することができる。すなわち、内燃機関の状態、主電源２の状態、およびエコランモードまたは通常モードなどの内燃機関始動モードに応じて、キャパシタ所定電圧を変更することができる。また、ＥＣＵ９は、以下に述べるスタータ１の始動方法を記憶している。
【００２４】
〔実施例１の始動方法〕
本実施例のスタータ１の始動方法を、図１ないし図３に基づいて説明する。
例えばエコランモードにおいて内燃機関が停止すると、キャパシタ充電信号がＥＣＵ９に入力される（Ｓｔｅｐ１）。そして、スイッチ１７のＯＮ端子が閉じられて、制御素子１２、１４が作動する（Ｓｔｅｐ２）。これにより、第１通電方向に通電が行われて、主電源２→制御素子１２→分巻コイル６→キャパシタ７→制御素子１４の方向に電流が流れる。そして、ドライバ１６の制御値および設定値に応じてキャパシタ７がキャパシタ所定電圧まで充電される（Ｓｔｅｐ３）。なお、ドライバ１６の制御値および設定値は、キャパシタ充電信号がＥＣＵ９に入力されるまでに、内燃機関の状態、主電源２の状態、および内燃機関始動モードに応じて変更されている。そして、キャパシタ７がキャパシタ所定電圧まで充電されると、制御素子１２、１４の作動が停止する（Ｓｔｅｐ４）。
【００２５】
次に、乗員の操作などにより、内燃機関を始動する始動信号が出力されＥＣＵ９に入力されると（Ｓｔｅｐ５）、制御素子１３、１５が作動して（Ｓｔｅｐ６）、第２通電方向に通電が行われる。この通電により、主電源２→制御素子１３→キャパシタ７→分巻コイル６→制御素子１５の方向に電流が流れ、キャパシタ７から分巻コイル６への放電が行われる。そして、スイッチ１７のＳＴ端子が閉じられてソレノイド１１に通電が行われ、リレー５が閉じられると（Ｓｔｅｐ７）、直流電動機３が始動しスタータ１による内燃機関の始動が行われる。内燃機関が始動すると（Ｓｔｅｐ８）、スイッチ１７が開かれて、ソレノイド１１への通電が停止されてリレー５が開かれる（Ｓｔｅｐ９）。そして制御素子１３、１５の作動が停止する（Ｓｔｅｐ１０）。
【００２６】
〔実施例１の効果〕
本実施例のスタータ１は、直流電動機３が複巻電動機であり、分巻コイル６と直列に接続されたキャパシタ７と、第１通電方向と第２通電方向とを切り替えるＨ型制御装置８とを備える。そして、直流電動機３の始動前に第１通電方向に通電され、直流電動機３の始動時にＨ型制御装置８により第１通電方向から第２通電方向へ切り替えられる。
これにより、直流電動機３の始動前に分巻コイル６を電圧調整抵抗としてキャパシタ７を充電させることができる。また、直流電動機３の始動時にキャパシタ７から分巻コイル６へ放電させることができる。このため、電機子コイル４への通電、すなわち直流電動機３の始動に伴う主電源２の電圧降下を補償して、スタータ１の必要トルクを確保することができる。
【００２７】
また、本実施例のスタータ１は、ドライバ１６の設定値（第１通電方向に通電させる時間）および制御値（第１通電方向に流れる電流）を、内燃機関の状態、主電源２の状態、および内燃機関始動モードに応じて変更することができる。
これにより、内燃機関の状態、主電源２の状態、およびエコランモードや通常の始動モードなどの各種の内燃機関始動モードに応じて、キャパシタ７の充電電圧を変更することができる。また、充電時間の最短化を図ることができるとともに、充電の要否を決めることもできる。
【００２８】
さらに、本実施例のキャパシタ７の静電容量は、直流電動機３への電力供給に伴う主電源２の電圧降下を補償できる値である。
これにより、必要以上に高性能なキャパシタを用いずに主電源２の電圧降下を補償できる。すなわち、必要以上に高性能なキャパシタを用いずに、必要トルクを得るための分巻コイル６への通電電流を確保できる。また、エコランモードでの再始動時間が遅延するのを防止できる。
【実施例２】
【００２９】
〔実施例２の構成〕
本実施例のスタータ１の構成を図面に基づいて説明する。なお、実施例１と重複する部分は、図１または図２に示す符号と同一符号を用いる。また、実施例１と重複する説明も省略する。
【００３０】
本実施例では、図４に示すごとく、分巻コイル６とキャパシタ７との間から外部リード線１８が引き出され、キャパシタ７と車両負荷１９とを電気的に接続している。車両負荷１９は、主電源２から電力の供給を受ける機器であって直流電動機３以外の機器であり、例えば、ナビゲーションまたはオーディオなどのシステムや、ＥＣＵ９などの各種制御装置である。また、車両負荷１９は、図示しない別途のリード線により主電源２と、直接、接続されており、主電源２からの電力供給を開始または停止するスイッチを内蔵している。なお、図４では、車両負荷１９とＥＣＵ９は別体として図示している。また、外部リード線１８には、車両負荷１９からキャパシタ７または分巻コイル６へ向かう逆流を防止するためダイオード２０が備えられている。以上により、車両負荷１９は、主電源２から電力の供給を受けることができるとともに、キャパシタ７からも電力の供給を受けることができる。
【００３１】
また、本実施例では、ドライバ１６からの出力に応じて、第１通電方向と、第２通電方向およびキャパシタ７から放電させて外部リード線１８を通して車両負荷１９へ電力を供給する第３通電方向との間で通電方向が切り替えられる。すなわち、ＥＣＵ９は、ドライバ１６を介して、第１通電方向と第２通電方向および第３通電方向との切替を行う。制御素子１３、１５は、第２通電方向および第３通電方向に通電が行われるときに作動し、主電源２→制御素子１３→キャパシタ７→分巻コイル６→制御素子１５の方向と、主電源２→制御素子１３→キャパシタ７→外部リード線１８→ダイオード２０→車両負荷１９の方向とに電流が流れる。
【００３２】
また、直流電動機３の始動は、図４のＡ位置における電圧（ａ電圧と呼ぶ）、すなわち主電源２の電圧とキャパシタ７の電圧の和が、直流電動機３の始動に伴う主電源２の電圧降下を補償できる電圧（Ｖボルトとする）よりも大きくなってから行われる。また、ＥＣＵ９は、内燃機関の状態、主電源２の状態、内燃機関始動モード、および車両負荷１９の状態に応じて、ドライバ１６の制御値と設定値とを変更することができる。すなわち、内燃機関の状態、主電源２の状態、内燃機関始動モード、および車両負荷１９の状態に応じて、キャパシタ所定電圧を変更することができる。また、ＥＣＵ９は、以下に述べるスタータ１の始動方法を記憶している。
【００３３】
〔実施例２の始動方法〕
本実施例のスタータ１の始動方法を、図４ないし図５に基づいて説明する。
例えばエコランモードにおいて内燃機関が停止すると、キャパシタ充電信号がＥＣＵ９に入力される（Ｓｔｅｐ１１）。そして、スイッチ１７のＯＮ端子が閉じられて、制御素子１２、１４が作動する（Ｓｔｅｐ１２）。これにより、第１通電方向に通電が行われて、主電源２→制御素子１２→分巻コイル６→キャパシタ７→制御素子１４の方向に電流が流れる。そして、ドライバ１６の制御値および設定値に応じてキャパシタ７がキャパシタ所定電圧まで充電される（Ｓｔｅｐ１３）。なお、ドライバ１６の制御値および設定値は、キャパシタ充電信号がＥＣＵ９に入力されるまでに、内燃機関の状態、主電源２の状態、内燃機関始動モード、および車両負荷１９に応じて変更されている。そして、キャパシタ７がキャパシタ所定電圧まで充電されると、制御素子１２、１４の作動が停止する（Ｓｔｅｐ１４）。
【００３４】
次に、乗員の操作などにより、内燃機関を始動する始動信号が出力されＥＣＵ９に入力されると（Ｓｔｅｐ１５）、制御素子１３、１５が作動して（Ｓｔｅｐ１６）、第２通電方向と第３通電方向とに通電が行われる。この通電により、主電源２→制御素子１３→キャパシタ７→分巻コイル６→制御素子１５の方向に電流が流れ、キャパシタ７から分巻コイル６への放電が行われる。また、主電源２→制御素子１３→キャパシタ７→外部リード線１８→ダイオード２０→車両負荷１９の方向に電流が流れ、車両負荷１９への放電が行われる。このとき、ａ電圧がＶボルトよりも小さい場合（Ｓｔｅｐ１７でＹＥＳの場合）は、一旦、制御素子１３、１５の作動が停止する（Ｓｔｅｐ１８）。そして、制御素子１２、１４が作動して（Ｓｔｅｐ１９）、再度、第１通電方向に通電が行われキャパシタ７が充電される。その後、制御素子１２、１４の作動が停止して、再度、制御素子１３、１５が作動する（Ｓｔｅｐ１６）。
【００３５】
ａ電圧がＶボルト以上の場合（Ｓｔｅｐ１７でＮＯの場合）、スイッチ１７のＳＴ端子が閉じられてソレノイド１１に通電が行われ、リレー５が閉じられる（Ｓｔｅｐ２０）。これにより、直流電動機３が始動しスタータ１による内燃機関の始動が行われる。内燃機関が始動すると（Ｓｔｅｐ２１）、スイッチ１７が開かれて、ソレノイド１１への通電が停止されてリレー５が開かれ（Ｓｔｅｐ２２）、制御素子１３、１５の作動が停止する。
【００３６】
〔実施例２の効果〕
本実施例のスタータ１は、直流電動機３が複巻電動機であり、分巻コイル６と直列に接続されたキャパシタ７と、車両負荷１９とキャパシタ７とを電気的に接続する外部リード線１８と、第１通電方向と第２通電方向および第３通電方向とを切り替えるＨ型制御装置８とを備える。そして、直流電動機３の始動前に第１通電方向に通電され、直流電動機３の始動時にＨ型制御装置により第１通電方向から第２通電方向および第３通電方向へ切り替えられる。
これにより、直流電動機３の始動前に分巻コイル６を電圧調整抵抗としてキャパシタ７を充電させることができる。また、直流電動機３の始動時にキャパシタ７から分巻コイル６および車両負荷１９へ放電することができる。このため、電機子コイル４への通電、すなわち直流電動機３の始動に伴う主電源２の電圧降下を補償して、スタータ１の必要トルクおよび車両負荷１９の作動を確保することができる。
【００３７】
また、本実施例のスタータ１は、ドライバ１６の設定値（第１通電方向に通電させる時間）および制御値（第１通電方向に流れる電流）を、内燃機関の状態、主電源２の状態、内燃機関始動モード、および車両負荷１９の状態に応じて変更することができる。
これにより、内燃機関の状態、主電源２の状態、内燃機関始動モード、および車両負荷１９の状態に応じて、キャパシタ７の充電電圧を変更することができる。また、充電時間の最短化を図ることができるとともに、充電の要否を決めることもできる。
【００３８】
〔変形例〕
実施例１および実施例２のスタータ１の直流電動機３は複巻電動機であったが、電機子コイル４と並列に接続された分巻コイル６のみが励磁電流の供給を受けることにより必要トルクを発生させる分巻電動機に、本発明を適用してもよい。
実施例１では、第１通電方向と第２通電方向とが切り替えられ、実施例２では、第１通電方向と第２通電方向および第３通電方向とが切り替えられたが、第１通電方向と第３通電方向とが切り替えられるようにしてもよい。
また、第３通電方向への切替が可能な構成のスタータ１であれば、直流電動機３の始動時以外にも、第３通電方向への通電を行わせることができるようにしてもよい。この場合、車両負荷１９の状態に応じて、随時、車両負荷１９への通電を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】実施例１のスタータを示す回路図である。
【図２】実施例１の通電方向の切替を示す部分回路図である。
【図３】実施例１のスタータの始動方法を示すフロー図である。
【図４】実施例２のスタータを示す回路図である。
【図５】実施例２のスタータの始動方法を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００４０】
１    スタータ（内燃機関始動装置）
２    主電源
３    直流電動機
４    電機子コイル
６    分巻コイル
７    キャパシタ
８    Ｈ型制御装置（通電方向切替手段）
９    ＥＣＵ、制御装置（制御手段）
１８  外部リード線
１９  車両負荷
【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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