(57)【要約】【課題】始動指令スイッチに流れる電流を抑制すると共に、余分な補助電磁リレーを必要としない限流始動回路の始動制御ユニットを得る。【解決手段】始動制御ユニット２０Ａは、始動用電動機７０に設けられた電磁シフトリレー６０の出力接点６１と直列接続される電流抑制抵抗５０と、該抵抗５０を短絡接点３１Ａで短絡する短絡用リレー３０Ａと、始動指令スイッチ１２の動作に応動し始動電流が減少した所定時期に接点３１Ａを閉路するタイマ回路４０Ａを一体化する。リレー３０Ａの励磁コイル３２Ａはスイッチ１２を経由せず、抵抗５０の一方の端子と逆接保護素子４７Ａと駆動トランジスタ４６ａとを介して車載バッテリ１０から直接給電される。抵抗５０には、タイマ回路４０Ａの遅延設定時間Ｔ０と、励磁コイル３２Ａを消勢してから接点３１Ａが閉路復帰するまでの時間ｔ２ｂとを加算した時間帯において、電動機７０に対する抑制始動電流が流れる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車載エンジンを始動する始動用電動機と車載バッテリとの間に接続されて前記始動用電動機の限流始動を行う始動制御ユニットであって、
前記始動制御ユニットは、前記始動用電動機に設けられた電磁シフトリレーの出力接点と直列接続される電流抑制抵抗と、当該電流抑制抵抗を短絡接点により短絡する短絡用リレーと、始動指令スイッチの動作に応動して始動電流が減少した所定時期に前記短絡接点を閉路するタイマ回路とを一体化して構成され、
前記電磁シフトリレーは、前記車載バッテリから前記始動指令スイッチを介して給電されるシフトコイルによって前記始動用電動機に設けられたピニオンギアを推進移動させ、エンジンのクランクシャフトに設けられたリングギアと前記ピニオンギアを係合させると共に、当該シフトコイル又は当該シフトコイルと分割設置されたリレーコイルによって前記出力接点を閉路させ、
前記短絡接点は、前記短絡用リレーの励磁コイルを付勢することによって開路する常閉接点であると共に、前記励磁コイルは前記始動指令スイッチを経由しないで、前記電流抑制抵抗の一方の端子と逆接保護素子と駆動トランジスタとを介して前記車載バッテリから直接給電され、
前記逆接保護素子は、前記車載バッテリが正常極性で接続されているときには前記励磁コイルへの給電は可能であるが、前記車載バッテリが異常逆極性で接続されているときには前記励磁コイルへの給電を阻止するトランジスタ又はダイオードであり、
前記駆動トランジスタは、前記始動指令スイッチが閉路して前記シフトコイル又はリレーコイルが付勢されると同時に導通駆動されて前記短絡用リレーを開路付勢し、前記出力接点が閉路するまでには前記短絡接点が開路動作を完了し、
前記タイマ回路は、前記電磁シフトリレーの出力接点の閉路動作に応動して計時動作を開始して、所定の遅延設定時間を置いて前記駆動トランジスタを遮断し、
前記電流抑制抵抗には、前記タイマ回路の遅延設定時間と、前記短絡用リレーの励磁コイルを消勢してから前記短絡接点が閉路復帰するまでの閉路応答時間を加算した時間帯において、前記始動用電動機に対する抑制始動電流が流れることを特徴とする始動制御ユニット。
【請求項２】
前記タイマ回路は、前記出力接点が閉路したことに伴って前記電流抑制抵抗の両端に発生する電圧降下を検出して計時動作を開始するものであることを特徴とする請求項１に記載の始動制御ユニット。
【請求項３】
前記タイマ回路は、前記始動指令スイッチの閉路動作に応動して前記車載バッテリから給電される駆動電源電圧に比例した第１の比較電圧と、前記出力接点が閉路したことによって共通の前記駆動電源電圧から充電抵抗を介して充電されるタイマコンデンサの漸増充電電圧である第２の比較電圧とを比較して、所定の遅延設定時間を置いて両者が一致したときにタイムアップ出力を発生して前記駆動トランジスタを遮断することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の始動制御ユニット。
【請求項４】
前記タイマ回路の駆動電源回路には、給電抵抗と電圧制限ダイオードが接続され、前記電圧制限ダイオードは、前記駆動電源電圧の変動領域の高電圧領域において電圧制限機能を有し、低電圧領域においては、電圧制限機能が作用しない動作電圧の定電圧ダイオードであることを特徴とする請求項３に記載の始動制御ユニット。
【請求項５】
車載エンジンを始動する始動用電動機と車載バッテリとの間に接続されて前記始動用電動機の限流始動を行う始動制御ユニットであって、
前記始動制御ユニットは、前記始動用電動機に設けられた電磁シフトリレーの出力接点と直列接続される電流抑制抵抗と、当該電流抑制抵抗を短絡接点により短絡する短絡用リ
レーと、始動指令スイッチの動作に応動して始動電流が減少した所定時期に前記短絡接点を閉路するタイマ回路とを一体化して構成され、
前記電磁シフトリレーは、前記車載バッテリから前記始動指令スイッチを介して給電されるシフトコイルによって前記始動用電動機に設けられたピニオンギアを推進移動させ、エンジンのクランクシャフトに設けられたリングギアと前記ピニオンギアを係合させると共に、当該シフトコイル又は当該シフトコイルと分割設置されたリレーコイルによって前記出力接点を閉路させ、
前記短絡接点は、前記短絡用リレーの励磁コイルを付勢することによって閉路する常開接点であると共に、前記励磁コイルは前記始動指令スイッチを経由しないで、前記電流抑制抵抗の一方の端子と逆接保護素子と駆動トランジスタとを介して前記車載バッテリから直接給電され、
前記逆接保護素子は、前記車載バッテリが正常極性で接続されているときには前記励磁コイルへの給電は可能であるが、前記車載バッテリが異常逆極性で接続されているときには前記励磁コイルへの給電を阻止するトランジスタ又はダイオードであり、
前記タイマ回路は、前記始動指令スイッチが閉路して前記シフトコイル又はリレーコイルに対する給電が行われた時点で計時動作を開始し、所定の遅延設定時間を置いて前記駆動トランジスタを導通駆動すると共に、前記遅延設定時間の値は、前記シフトコイル又はリレーコイルが付勢されてから前記出力接点が閉路するまでの第１の閉路応答時間よりも長い時間となるように設定されており、
前記電流抑制抵抗には、前記タイマ回路の遅延設定時間をＴ０とし、前記出力接点を閉路駆動するシフトコイル又はリレーコイルが付勢されてから前記出力接点が閉路するまでの第１の閉路応答時間をＴ１とし、前記短絡用リレーが付勢されてから前記短絡接点が閉路するまでの第２の応答遅延時間をＴ２ａとしたときに、算式「Ｔ０＋Ｔ２ａ−Ｔ１」によって得られる時間帯において前記始動用電動機に対する抑制始動電流が流れることを特徴とする始動制御ユニット。
【請求項６】
前記タイマ回路は、前記始動指令スイッチの閉路動作に応動して前記車載バッテリから給電される駆動電源電圧に比例した第１の比較電圧と、前記駆動電源電圧から充電抵抗を介して充電されるタイマコンデンサの漸増充電電圧である第２の比較電圧とを比較して、所定の遅延設定時間を置いて両者が一致したときにタイムアップ出力を発生して前記駆動トランジスタを導通駆動し、
前記駆動電源電圧は、前記車載バッテリから給電される電源電圧が一時的に急減した場合に前記駆動電源電圧が異常低下することを防止する電源コンデンサ及び定電圧ダイオードによって、変動電圧の全領域に対して安定化されていることを特徴とする請求項５に記載の始動制御ユニット。
【請求項７】
前記タイマ回路は更に、前記第２の比較電圧が前記第１の比較電圧以上となった状態を記憶するラッチトランジスタを備えていることを特徴とする請求項３又は請求項６に記載の始動制御ユニット。
【請求項８】
車載エンジンを始動する始動用電動機と車載バッテリとの間に接続されて前記始動用電動機の限流始動を行う始動制御ユニットであって、
前記始動制御ユニットは、前記始動用電動機に設けられた電磁シフトリレーの出力接点と直列接続される電流抑制抵抗と、当該電流抑制抵抗を短絡接点により短絡する短絡用リレーと、始動指令スイッチの動作に応動して始動電流が減少した所定時期に前記短絡接点を閉路するタイマ回路とを一体化して構成され、
前記電磁シフトリレーは、前記車載バッテリから前記始動指令スイッチを介して給電されるシフトコイルによって前記始動用電動機に設けられたピニオンギアを推進移動させ、エンジンのクランクシャフトに設けられたリングギアと前記ピニオンギアを係合させると共に、当該シフトコイルと分割設置されたリレーコイルを分離駆動することによって前記
出力接点を閉路させ、
前記リレーコイルは、前記シフトコイルに給電されてから前記タイマ回路内に設けられた遅延タイマ回路部によって設定された所定の遅延時間を置いて給電駆動されると共に、前記遅延時間は、前記車載バッテリの電源電圧が低下しているときの最大シフト時間に対応した固定値であるか、又は電源電圧が高いときには遅延時間を漸減させる電圧補正が行われており、
前記短絡接点は、前記短絡用リレーの励磁コイルを付勢したことによって開路又は閉路する常閉接点又は常開接点であると共に、
前記タイマ回路内に設けられた始動タイマ回路部は、前記シフトコイルが付勢された時点、又は前記リレーコイルが付勢された時点、又は前記出力接点が閉路した時点において計時動作を開始し、
前記励磁コイルと前記リレーコイルは前記始動指令スイッチを経由しないで、前記電流抑制抵抗の一方の端子と逆接保護素子とそれぞれの駆動トランジスタと分割駆動トランジスタとを介して前記車載バッテリから直接給電され、
前記逆接保護素子は、前記車載バッテリが正常極性で接続されているときには前記励磁コイルと前記リレーコイルへの給電は可能であるが、前記車載バッテリが異常逆極性で接続されているときには前記励磁コイルと前記リレーコイルへの給電を阻止するトランジスタ又はダイオードであることを特徴とする始動制御ユニット。
【請求項９】
前記短絡接点は、前記短絡リレーの励磁コイルを付勢したときに閉路する常開接点であり、
前記始動タイマ回路部は、前記リレーコイルが付勢された時点において計時動作を開始し、所定の遅延設定時間を置いてタイムアップするか、又は前記シフトコイルが付勢された時点において計時動作を開始するが、当該始動タイマ回路部は、前記遅延時間と前記遅延設定時間とを加算した設定時間を置いてタイムアップして前記励磁コイルを付勢することを特徴とする請求項８に記載の始動制御ユニット。
【請求項１０】
前記逆接保護素子であるトランジスタは、Ｐチャネル型電界効果トランジスタを逆接続したものであって、当該トランジスタは、前記励磁コイル又はリレーコイルが付勢されるときには逆方向に導通駆動されており、
前記車載バッテリが正常極性で接続されているときには、前記トランジスタのドレイン端子からソース端子の方向に前記励磁コイル又はリレーコイルの駆動電流が通電し、前記車載バッテリが異常逆極性で接続されているときには、前記励磁コイル又はリレーコイルから前記駆動トランジスタ又は分割駆動トランジスタの内部寄生ダイオードを介して逆流しようとする電流が前記トランジスタによって遮断されることを特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載の始動制御ユニット。
【請求項１１】
前記電流抑制抵抗は、前記始動制御ユニットを収納した筐体の外壁に取付け固定されて一体化されていることを特徴とする請求項１〜１０の何れか一項に記載の始動制御ユニット。
【請求項１２】
前記短絡用リレーの出力接点である短絡接点と前記電流抑制抵抗との並列回路は、前記始動用電動機に接続された電磁シフトリレーの出力接点と前記車載バッテリとの間に接続され、前記並列回路の一対の配線端子のどちらか一方は前記車載バッテリ側に接続されると共に、
前記タイマ回路は、端子間接続配線によって内部接続された一対の電源端子を備え、前記一対の配線端子の一方の配線端子が前記車載バッテリに接続されているときには、当該一方の配線端子と前記電源端子の一方の電源端子とが接続され、前記一対の配線端子の他方の配線端子が前記車載バッテリに接続されているときには、当該他方の配線端子と前記電源端子の他方の電源端子とが接続されることを特徴とする請求項１１に記載の始動制御
ユニット。
【請求項１３】
請求項１〜１２の何れか一項に記載の始動制御ユニットに対する始動指令信号発生装置であって、
前記始動指令スイッチは、少なくとも燃料噴射制御機能を包含した始動指令信号発生装置の制御出力に応動する指令用開閉素子であるか、当該指令用開閉素子によって付勢制御される指令用電磁リレーの出力接点であり、
前記始動指令信号発生装置には、少なくともアイドルストップ運転を行うか否か、或いは無線電波による遠隔始動を行うか否かを決定するモードスイッチ信号と、アイドルストップを実行するエンジン停止要件と、遠隔始動要件又はアイドルストップ後の再始動要件を判定するための複数の入力センサと、手動始動スイッチが入力信号として接続されるマイクロプロセッサとを備えると共に、前記指令用開閉素子となる直列開閉素子を備え、
前記エンジン停止要件と遠隔始動要件と再始動要件は、少なくとも前記車載バッテリの電源電圧が所定値以上であることの要件を包含し、
前記マイクロプロセッサは、アイドルストップ後のエンジン始動又は遠隔始動を行うときには、自動始動指令信号を発生して前記直列開閉素子を導通駆動し、
前記直列開閉素子は、前記手動始動スイッチが閉路しているときには、前記車載バッテリの異常電圧低下によって前記マイクロプロセッサが不作動であっても導通状態を維持する直接始動回路を備えたことを特徴とする始動指令信号発生装置。
【請求項１４】
前記マイクロプロセッサは、回転中のエンジンに対する誤った再始動の防止又は前記手動始動スイッチに設けられた暗証番号が不適当である場合に、エンジンの始動を禁止する始動禁止指令信号を発生し、前記始動禁止指令信号が発生すると、前記エンジン制御装置に設けられた始動禁止トランジスタが導通駆動され、当該始動禁止トランジスタが導通したことによって前記直列開閉素子の導通が禁止され、
前記始動禁止トランジスタは、前記始動禁止指令信号が発生していないとき、又は前記マイクロプロセッサが不作動であるときには、プルダウン抵抗によって導通遮断されていることを特徴とする請求項１３に記載の始動指令信号発生装置。
【請求項１５】
請求項１〜４、又は請求項７の何れか一項に記載の始動制御ユニットと電磁シフトリレーに対する始動指令信号発生装置であって、前記電磁シフトリレーが前記シフトコイルと分割設置されたリレーコイルを有するものであり、前記始動制御ユニットは、当該リレーコイルに対する遅延給電出力を持たないものにおいて、
前記始動指令信号発生装置は、前記電磁シフトリレーのシフトコイルを直接駆動するか、又は指令用電磁リレーの出力接点を介して間接駆動するための直列開閉素子を包含した直列開閉回路と、前記電磁シフトリレーのリレーコイルを駆動するための直列開閉素子を通電駆動する付勢許可記憶回路と、自動始動指令信号と遅延付勢許可信号を発生するマイクロプロセッサと、直接始動回路とを備え、
前記マイクロプロセッサは、アイドルストップ後のエンジン始動又は遠隔始動を行うときには、前記自動始動指令信号を発生し、前記直列開閉回路を導通駆動して前記電磁シフトリレーのシフトコイルに給電すると共に、
手動始動スイッチの閉路信号が入力されたとき、又は前記自動始動指令信号を発生したときには、所定の遅延時間を置いて前記遅延付勢許可信号を発生し、
前記直接始動回路は、前記手動始動スイッチが閉路しているときには、前記車載バッテリの異常電圧低下によって前記マイクロプロセッサが不作動であっても前記直列開閉回路の駆動状態を維持し、
前記付勢許可記憶回路は、前記遅延付勢許可信号が発生したことを記憶して前記リレーコイルを付勢するための直列開閉素子を介して補助指令信号を発生し、
前記遅延付勢許可信号の記憶状態は、前記マイクロプロセッサが不作動になっても維持されているが、前記手動始動スイッチが開路し、前記自動始動指令信号が消滅した時点で
記憶解除され、
前記遅延時間は、前記車載バッテリの電源電圧が低下しているときの最大シフト時間に対応した固定値であるか、又は前記電源電圧が高いときに遅延時間を漸減させる電圧補正が行われていることを特徴とする始動指令信号発生装置。
【請求項１６】
請求項５〜７、又は請求項１０〜１２の何れか一項に記載の始動制御ユニットと電磁シフトリレーに対する始動指令信号発生装置であって、前記電磁シフトリレーが前記シフトコイルと分割設置されたリレーコイルを有するものであり、前記始動制御ユニットは、当該リレーコイルに対する遅延給電出力を持たないものにおいて、
前記始動指令信号発生装置は、前記電磁シフトリレーのシフトコイルを直接駆動するか、又は指令用電磁リレーの出力接点を介して間接駆動するための直列開閉素子を包含した直列開閉回路と、前記電磁シフトリレーのリレーコイルを駆動するための直列開閉素子を通電駆動する付勢許可記憶回路と、自動始動指令信号と遅延付勢許可信号を発生するマイクロプロセッサと、直接始動回路とを備え、
前記マイクロプロセッサは、アイドルストップ後のエンジン始動又は遠隔始動を行うときには、前記自動始動指令信号を発生し、前記直列開閉回路を導通駆動して前記電磁シフトリレーのシフトコイルに給電すると共に、
手動始動スイッチの閉路信号が入力されたとき、又は前記自動始動指令信号を発生したときには、所定の遅延時間を置いて前記遅延付勢許可信号を発生し、
前記直接始動回路は、前記手動始動スイッチが閉路しているときには、前記車載バッテリの異常電圧低下によって前記マイクロプロセッサが不作動であっても前記直列開閉回路の駆動状態を維持し、
前記付勢許可記憶回路は、前記遅延付勢許可信号が発生したことを記憶して前記リレーコイルを付勢するための直列開閉素子を介して補助指令信号を発生し、
前記遅延付勢許可信号の記憶状態は、前記マイクロプロセッサが不作動になっても維持されているが、前記手動始動スイッチが開路し、前記自動始動指令信号が消滅した時点で記憶解除され、
前記遅延時間は、前記車載バッテリの電源電圧が低下しているときの最大シフト時間に対応した固定値であるか、又は前記電源電圧が高いときに遅延時間を漸減させる電圧補正が行われていることを特徴とする始動指令信号発生装置。
【請求項１７】
前記始動指令信号発生装置から指令される始動制御ユニットは、電流抑制抵抗を短絡するための短絡用リレーの励磁コイルを付勢したときに閉路する常開接点である短絡接点を備え、
前記始動指令信号発生装置が発生する前記リレーコイルに対する駆動信号は、前記始動制御ユニットに設けられたタイマ回路の計時動作開始信号として使用されることを特徴とする請求項１６に記載の始動指令信号発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、始動電流を抑制するために始動開始直後の所定時間において、始動用電動機に対して電流抑制抵抗を介して給電するようにした始動制御ユニット、及びそれに対する始動指令信号発生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジン始動時の過大な始動電流と、車載バッテリの内部抵抗及び配線抵抗による電源電圧の異常低下を抑制するために、エンジン始動時に始動用電動機に対して電流抑制抵抗を直列接続し、始動用電動機の回転上昇に伴って駆動電流が減衰した所定時間後に短絡用リレーの出力接点によって電流抑制抵抗を短絡する限流始動用のタイマ回路を使用することが行われている。例えば、特許文献１によれば、始動電動機と、この始動電動機を通電付勢する電磁シフトスイッチとからなる電流路に直列接続した固定抵抗器と、この固定抵抗器を短絡制御する開閉手段と、この開閉手段を遅延作動させる遅延作動手段とからなる機関始動装置が開示されており、遅延作動装置は電磁シフトスイッチの出力電圧を受けた後に作動するタイマ回路によって構成されている。
【０００３】
また、特許文献２によれば、モータ回路に設けられるメイン接点を開閉する電磁スイッチと、モータ回路に前記メイン接点と直列に接続される電流抑制抵抗と、この電流抑制抵抗を短絡可能に設けられた短絡用リレーと、この短絡用リレーを遅延作動させるタイマ回路とを備えたスタータが開示されており、タイマ回路は、電磁スイッチに通電した後に短絡用リレーに通電するまでの遅延時間を設定するもので、短絡用リレーの通電時にモータに流れる最大電流値を電磁スイッチの通電時にモータに流れる最大電流値以下になるように遅延時間を設定している。
【０００４】
更に、特許文献３によれば、ピニオンギアをリングギア方向に押し出す励磁コイルと、当該励磁コイルが付勢されてから所定時間を置いて付勢され、モータ回路のメイン接点を閉路駆動するスイッチコイルを分離設置し、ピニオンギアとリングギアが確実に係合してからメイン接点を閉路するスタータが開示されている。
【０００５】
また、特許文献４によれば、エンジン始動時の電圧低下で集中演算装置が動作を停止しても、エンジンの始動を継続可能にするために、ＥＣＵ（エンジン制御装置）のマイコンが始動スイッチのオンを検知すると駆動回路にスタータリレーをオンさせてスタータを動作させるが、そのスタータリレーのコイルへは、始動スイッチとノーマルクローズ型リレーを介しても通電されるようになっており、ＥＣＵにはマイコンからの信号に応じてノーマルクローズ型リレーをオフさせる回路を設けている。このため、電圧低下でマイコンが動作を停止しても始動スイッチがオンであればスタータリレーはオンし続ける。またマイコンは、スタータの動作が不要と判断すればノーマルクローズ型リレーをオフさせれば良いようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開昭５９―３０５６４号公報（実用新案登録請求範囲の欄、図２）
【特許文献２】特開２００９−２８７４５９号公報（要約の欄、図１）
【特許文献３】特開２００９−１９１８４３号公報（要約の欄、段落００３２、図１、図７、）
【特許文献４】特開２００５−１６３８８号公報（要約の欄、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記特許文献１による機関始動装置は、短絡用リレー（リレー１４に相等）が電磁シフトリレー（電磁シフトスイッチ２に相等）の出力接点を介して車載バッテリ７から給電されるようになっており、始動指令スイッチ（キースイッチ６に相等）は電磁シフトリレーのみを駆動すれば良いようになっている。従って、始動指令スイッチには短絡用リレーの通電電流は流れない利点があると共に、タイマによる設定時間は電源電圧の変動による影響を受けないように安定化できる特徴がある。
【０００８】
しかし、電流抑制抵抗（固定抵抗器１３に相等）にはタイマによる設定時間と短絡用リレーの閉路駆動応答遅延時間を加算した期間において始動電流が流れ、短絡用リレーの応答時間は電源電圧に反比例して変動し、安定した限流始動時間を得ることができない欠点がある。また、短絡用リレーは電磁シフトリレーと始動用電動機との間に接続され、短絡接点と電流抑制抵抗が直接並列接続されていないため、３個の大電流端子が必要となる欠点がある。
【０００９】
一方、前記特許文献２によるスタータの電磁シフトリレー（電磁スイッチ７に相等）は、スタータリレーを介して車載バッテリから給電され、始動指令スイッチ（ＩＧスイッチ２６に相等）は、スタータリレーと短絡用リレーとタイマ回路とを駆動するようになっている。従って、タイマ回路は始動指令スイッチが閉路してから所定時間後に動作して短絡用リレーを駆動するが、始動用電動機（モータ２に相等）にはスタータリレーの閉路応答遅延時間と電磁シフトリレーの閉路応答遅延時間を加算した遅れ時間を置いて給電開始されるため、限流始動時間は電源電圧の変動によって不安定となる欠点がある。
【００１０】
また、スタータリレーが余分に必要であって、もしもスタータリレーを廃止して始動指令スイッチから電磁シフトリレーを直接駆動するようにした場合には、始動指令スイッチには短絡用リレーの駆動電流も加算されるため、接点の電流容量を大きくする必要があると共に、始動指令スイッチを開路したときに電磁シフトリレーが誤動作して開路できなくなる危険性がある。
【００１１】
更に、前記特許文献３によるスタータは、エンジン始動時の電圧低下でエンジン制御装置であるＥＣＵが不作動になると励磁コイル及びスイッチコイルを付勢することができなくなる欠点がある。
【００１２】
また、前記特許文献４によるエンジン始動制御装置は、エンジン始動時の電圧低下で集中演算装置が動作を停止してもエンジンの始動を継続可能にするためにノーマルクローズ型リレーが追加されており、電磁シフトリレーを駆動するために比較的大電流が流れる始動指令信号が一元化されておらず、全体として大型高価となる欠点がある。
【００１３】
この発明は、前記のような課題を解決するためになされたもので、第１の目的は、始動指令スイッチに流れる電流を抑制すると共に、余分な補助電磁リレーを必要としない限流始動回路を構成することができる始動制御ユニットを得るものである。
また、第２の目的は、関連する電磁リレーの応答時間が電源電圧によって変動しても限流始動時間の変動を抑制し、安定した限流始動時間が得られる始動制御ユニットを得るものである。
更に、第３の目的は、消費電力を抑制して小型安価な始動制御ユニットを得るものである。
【００１４】
また、第４の目的は、該始動制御ユニットに対する始動指令信号発生装置を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この発明による始動制御ユニットは、車載エンジンを始動する始動用電動機と車載バッテリとの間に接続されて前記始動用電動機の限流始動を行う始動制御ユニットであって、前記始動制御ユニットは、前記始動用電動機に設けられた電磁シフトリレーの出力接点と直列接続される電流抑制抵抗と、当該電流抑制抵抗を短絡接点により短絡する短絡用リレーと、始動指令スイッチの動作に応動して始動電流が減少した所定時期に前記短絡接点を閉路するタイマ回路とを一体化して構成され、
前記電磁シフトリレーは、前記車載バッテリから前記始動指令スイッチを介して給電されるシフトコイルによって前記始動用電動機に設けられたピニオンギアを推進移動させ、エンジンのクランクシャフトに設けられたリングギアと前記ピニオンギアを係合させると共に、当該シフトコイル又は当該シフトコイルと分割設置されたリレーコイルによって前記出力接点を閉路させ、
前記短絡接点は、前記短絡用リレーの励磁コイルを付勢することによって開路する常閉接点であると共に、前記励磁コイルは前記始動指令スイッチを経由しないで、前記電流抑制抵抗の一方の端子と逆接保護素子と駆動トランジスタとを介して前記車載バッテリから直接給電され、
前記逆接保護素子は、前記車載バッテリが正常極性で接続されているときには前記励磁コイルへの給電は可能であるが、前記車載バッテリが異常逆極性で接続されているときには前記励磁コイルへの給電を阻止するトランジスタ又はダイオードであり、
前記駆動トランジスタは、前記始動指令スイッチが閉路して前記シフトコイル又はリレーコイルが付勢されると同時に導通駆動されて前記短絡用リレーを開路付勢し、前記出力接点が閉路するまでには前記短絡接点が開路動作を完了し、
前記タイマ回路は、前記電磁シフトリレーの出力接点の閉路動作に応動して計時動作を開始して、所定の遅延設定時間を置いて前記駆動トランジスタを遮断し、
前記電流抑制抵抗には、前記タイマ回路の遅延設定時間と、前記短絡用リレーの励磁コイルを消勢してから前記短絡接点が閉路復帰するまでの閉路応答時間を加算した時間帯において、前記始動用電動機に対する抑制始動電流が流れることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
この発明に係る始動制御ユニットは、始動指令スイッチに応動する電磁シフトリレーの閉路動作後の所定期間において、始動用電動機に対して電流抑制抵抗を直列接続して限流始動を行うタイマ回路と、当該タイマ回路によって付勢制御される常閉接点型の短絡用リレーとを備え、当該短絡用リレーは始動指令スイッチを経由しないで、逆接保護素子と駆動トランジスタとを介して車載バッテリから直接給電されるようになっている。従って、短絡用リレーの励磁コイルに対する電源配線が不要であって、しかも始動指令スイッチには短絡用リレーの付勢電流が流れないため、スイッチの電流容量を抑制して小型安価な始動指令スイッチを使用することができる効果がある。
また、電流抑制始動時間は、電源電圧の大小によって変動する電磁シフトリレーの動作応答時間や短絡用リレーの開路応答時間の影響を受けることがなく、タイマ回路の遅延設定時間と短絡用リレーの閉路復帰遅延時間によって決定されるため、電源電圧の変動の影響が少なくなり安定した電流抑制始動時間を得ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の実施の形態１に係る始動制御ユニットの外部接続図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る始動制御ユニットの内部回路図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る始動制御ユニットの上面構造図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る始動制御ユニットの側面構造図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る始動制御ユニットのタイマ回路の駆動電圧の特性線図と消費電力を説明するための部分回路図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る始動制御ユニットの動作を説明するタイムチャートである。
【図７】この発明の実施の形態２に係る始動制御ユニットの外部接続図である。
【図８】この発明の実施の形態２に係る始動制御ユニットの動作を説明するタイムチャートである。
【図９】この発明の実施の形態３に係る始動制御ユニットの外部接続図である。
【図１０】この発明の実施の形態３に係る始動制御ユニットの内部回路図である。
【図１１】この発明の実施の形態３に係る始動制御ユニットの上面構造図である。
【図１２】この発明の実施の形態３に係る始動制御ユニットの側面構造図である。
【図１３】この発明の実施の形態３に係る始動制御ユニットの動作を説明するタイムチャートである。
【図１４】この発明の実施の形態４に係る始動制御ユニットの外部接続図である。
【図１５】この発明の実施の形態４に係る始動制御ユニットの動作を説明するタイムチャートである。
【図１６】この発明の実施の形態５に係る始動指令信号発生装置の回路構成図である。
【図１７】この発明の実施の形態６に係る始動指令信号発生装置の回路構成図である。
【図１８】この発明の実施の形態７に係る始動指令信号発生装置の回路構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に添付図面を参照して、この発明に係る始動制御ユニットとそれに対する始動指令信号発生装置について好適な実施の形態を説明する。なお、これらの実施の形態によりこの発明が限定されるものではなく、この発明の趣旨を逸脱しない範囲における設計的変更をも含むものである。
【００１９】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る始動制御ユニットの外部接続図である。図１において、車載バッテリ１０の負端子は車体１１に接続され、正端子は始動指令スイッチ１２を介して始動制御ユニット２０Ａに給電するようになっている。始動制御ユニット２０Ａは、図２で後述するとおり、主として短絡リレー３０Ａとタイマ回路４０Ａによって構成され、電流抑制抵抗５０がアドオンされて一体化されている。電流抑制抵抗５０と電磁シフトリレー６０の出力接点６１とは直列接続され、車載バッテリ１０の正端子と始動用電動機７０との間に接続されている。
【００２０】
始動指令スイッチ１２は、キースイッチである手動始動スイッチ１０３と、アイドルストップ後の再始動や寒冷時の遠隔暖機運転を行うための自動始動スイッチ１０４とが並列接続されており、指令端子Ａ１、Ａ２を介してタイマ回路４０Ａへ給電すると共に、電磁シフトリレー６０の吸引コイル６２と保持コイル６３に給電するようになっている。なお、始動指令スイッチ１２は、後述する実施の形態５（図１６参照）の指令用電磁リレー１０５の出力接点１２を用いることも可能である。
【００２１】
短絡用リレー３０Ａは、常閉接点である短絡接点３１Ａを備え、励磁コイル３２Ａを給電駆動することによって短絡接点３１Ａが開路するようになっており、配線端子Ｘ、Ｙを介して電流抑制抵抗５０に対して並列接続されている。励磁コイル３２Ａは、タイマ回路４０Ａの電源端子Ｂ１、Ｂ２から逆接保護素子４７Ａと駆動トランジスタ４６ａ、及び駆動端子Ｄを介して給電されるようになっている。また、電源端子Ｂ１、Ｂ２は、端子間接続配線４９ｂによって相互に接続されており、車載バッテリ１０の正端子に接続される配線端子Ｙと電源端子Ｂ２は、端子間接続片３３ｂによって接続されている。なお、始動タ
イマ回路部４０ａは、タイマ回路４０Ａから逆接保護素子４７Ａと駆動トランジスタ４６ａを除外した弱電回路部で構成されている。
【００２２】
タイマ回路４０Ａの計時開始信号を得るために使用される信号端子Ｃ１、Ｃ２は、端子間接続配線４９ｃによって相互に接続されており、電流抑制抵抗５０の負側の配線端子Ｘと信号端子Ｃ１は、端子間接続片３３ｃによって接続されている。なお、図２で後述するとおり、始動指令スイッチ１２が閉路すると直ちに駆動トランジスタ４６ａが導通駆動されると共に、タイマ回路部４０ａで設定された所定時間後に駆動トランジスタ４６ａは遮断されるようになっている。また、励磁コイル３２Ａの他方の端子やタイマ回路４０Ａの負側配線は、グランド端子Ｅ１、Ｅ２を介して車体１１に接続され、電磁シフトリレー６０の保持コイル６３の負側端子や始動用電動機７０の負側端子も車体１１に接続されている。
【００２３】
電磁シフトリレー６０は、車載バッテリ１０から始動指令スイッチ１２を介して給電される吸引コイル６２と保持コイル６３によって構成されたシフトコイル６４を備え、当該吸引コイル６２と保持コイル６３が協働して始動用電動機７０に設けられたピニオンギアを推進移動させ、エンジンのクランクシャフトに設けられたリングギアとピニオンギアとを係合させると共に、後述するように出力接点６１を閉路させて始動用電動機７０と直列接続されている吸引コイル６２を短絡消勢するようになっている。
【００２４】
始動用電動機７０と直列接続されている吸引コイル６２に給電されて出力接点６１が閉路すると、吸引コイル６２の両端は電流抑制抵抗５０又は短絡用リレー３０Ａの出力接点である短絡接点３１Ａと始動指令スイッチ１２を介して短絡接続される。そして、電流抑制抵抗５０の抵抗値が吸引コイル６２の抵抗値に比べて圧倒的に小さな値となっているため、吸引コイル６２は消勢され、保持コイル６３によって電磁シフトリレー６０の動作状態が維持されるようになっている。しかし、始動指令スイッチ１２が開路されると、既に閉路していた出力接点６１から吸引コイル６２を逆流する電流が保持コイル６３に流れ、磁力が相殺しあって電磁シフトリレー６０が復帰するようになっている。
【００２５】
次に、図１で示された始動制御ユニット２０Ａの内部回路を図２により説明する。図２において、始動制御ユニット２０Ａの外部に設けられた車載バッテリ１０、始動指令スイッチ１２、電磁シフトリレー６０、始動用電動機７０と始動制御ユニット２０Ａとの配線、及び始動制御ユニット２０Ａ内部の短絡用リレー３０Ａと励磁コイル３２Ａに対する給電回路の構成は、図１において説明したとおりとなっている。
【００２６】
タイマ回路４０Ａにおいて、駆動電源電圧Ｖｃは、車載バッテリ１０から始動指令スイッチ１２、指令端子Ａ１、Ａ２、給電抵抗４１ａを介して供給される。この駆動電源電圧Ｖｃは、電圧制限ダイオード４８Ａによって所定の上限電圧以上とならないように制限されていると共に、電源コンデンサ４１ｂによって車載バッテリ１０の電源電圧Ｖｂの一時的な異常低下に対して駆動電源電圧Ｖｃが所定の下限電圧以下とならないように平滑化されている。また、第１、第２の比較トランジスタ４２ａ、４３ａは、共通のエミッタ抵抗４２ｄを介して駆動電源電圧Ｖｃが印加されるＰＮＰ型トランジスタとなっており、第１の比較トランジスタ４２ａのベース端子には、駆動電源電圧Ｖｃを分圧抵抗４２ｂ、４２ｃによって分圧して得られる第１の比較電圧Ｖ１が印加されている。
【００２７】
また、第２の比較トランジスタ４３ａのベース端子には、ＰＮＰ型の通電検出トランジスタ８０が閉路することによって充電抵抗４４ａと計時開始トランジスタ８３とを介して充電されるタイマコンデンサ４４ｂの漸増電圧である第２の比較電圧Ｖ２が印加されている。通電検出トランジスタ８０のエミッタ端子は電源端子Ｂ２に接続され、ベース抵抗８１は信号端子Ｃ１に接続されており、電流抑制抵抗５０に電流が流れているときにその両
端電圧によって通電検出トランジスタ８０が導通し、指令抵抗８２を介して計時開始トランジスタ８３が導通駆動されるようになっている。なお、ＮＰＮ型のトランジスタである計時開始トランジスタ８３のエミッタ端子とベース端子間には、暗電流による誤導通を防止するための開路安定抵抗８４が接続されている。ＮＰＮ型のラッチトランジスタ４３ｂと第２の比較トランジスタ４３ａのベース端子及びコレクタ端子は相互に接続されており、第２の比較電圧Ｖ２の値が第１の比較電圧Ｖ１以上となって第２の比較トランジスタ４３ａが導通すると、タイマ回路４０Ａがタイムアップしてラッチトランジスタ４３ｂが導通し、その結果ラッチトランジスタ４３ｂのコレクタ端子から保持給電ダイオード４３ｃを介して第２の比較トランジスタ４３ａの導通状態が維持されるようになっている。
【００２８】
一方、車載バッテリ１０から配線端子Ｙ、電源端子Ｂ２、逆接保護素子４７Ａを介して励磁コイル３２Ａに給電する駆動トランジスタ４６ａは、Ｐチャネル型電界効果トランジスタとなっており、この駆動トランジスタ４６ａは、ＮＰＮ型の駆動補助トランジスタ４５ａが導通したときに分圧抵抗４６ｂ、４６ｃを介して導通駆動されるようになっている。なお、駆動トランジスタ４６ａのソース端子とゲート端子間には、分圧抵抗４６ｃと過電圧保護ダイオード４６ｄが並列接続されている。また、駆動トランジスタ４６ａのゲート端子とドレイン端子間には、逆流阻止ダイオード４６ｆとサージ吸収用ダイオード４６ｅが並列接続されている。
【００２９】
駆動補助トランジスタ４５ａは、第１の比較トランジスタ４２ａの出力であるタイムアップ出力Ｔｄｎから駆動抵抗４５ｂを介して導通駆動される。但し、タイムアップ出力Ｔｄｎは、第１の比較トランジスタ４２ａが導通しているタイムアップ前の期間において、論理レベルが「Ｈ」となって駆動補助トランジスタ４５ａを導通駆動するが、ラッチトランジスタ４３ｂが導通したタイムアップ後では第１の比較トランジスタ４２ａは不導通となり、タイムアップ出力Ｔｄｎの論理レベルが「Ｌ」となって駆動補助トランジスタ４５ａが不導通となるようになっている。
【００３０】
なお、車載バッテリ１０が誤った極性で接続された場合には、車載バッテリ１０の正端子からグランド端子Ｅ１、励磁コイル３２Ａ、駆動トランジスタ４６ａ内の寄生ダイオードに至る逆流通電回路は逆接保護素子４７Ａによって通電阻止され、電源端子Ｂ２、配線端子Ｙから車載バッテリ１０の負端子に至る逆方向電流が流れないようになっている。
【００３１】
一方、始動制御ユニット２０Ａの取り付け位置が反転して、車載バッテリ１０を配線端子Ｘ側に接続し、電磁シフトリレー６０を配線端子Ｙ側に接続したい場合には、端子間接続片３３ｂは、配線端子Ｘと電源端子Ｂ１との間に接続されるようになっており、電源端子Ｂ１、Ｂ２のどちら側に車載バッテリ１０が接続されても良いようにするために、端子間接続配線４９ｂが設けられている。
【００３２】
同様に、始動制御ユニット２０Ａの取り付け位置が反転して、車載バッテリ１０を配線端子Ｘ側に接続し、電磁シフトリレー６０を配線端子Ｙ側に接続したい場合には、端子間接続片３３ｃは、配線端子Ｙと信号端子Ｃ２との間に接続されるようになっている。そして、信号端子Ｃ１、Ｃ２のどちら側に車載バッテリ１０が接続されても良いようにするために、端子間接続配線４９ｃが設けられている。
【００３３】
次に、実施の形態１に係る始動制御ユニット２０Ａの上面構造図と側面構造図である図３及び図４について説明する。図３及び図４において、始動制御ユニット２０Ａは、筐体２０ＡＡの下部に一体取り付けされた短絡用リレー３０Ａと、筐体２０ＡＡの内部にあってタイマ回路４０Ａを構成する回路部品が搭載された電子基板４０ＡＡと、筐体２０ＡＡの上部に設けられた配線端子Ｘ、Ｙと、指令端子Ａ１と、グランド端子Ｅ１とを備えている。
【００３４】
電子基板４０ＡＡには、指令端子Ａ２と、電源端子Ｂ１、Ｂ２と、信号端子Ｃ１、Ｃ２と、駆動端子Ｄと、グランド端子Ｅ２とが設けられ、配線端子Ｘ、Ｙのいずれか一方と電源端子Ｂ１、Ｂ２のいずれか一方との間は端子間接続片３３ｂによって接続されている。また、配線端子Ｘ、Ｙの他方と信号端子Ｃ１、Ｃ２のいずれか一方との間は端子間接続片３３ｃによって接続され、指令端子Ａ１、Ａ２間とグランド端子Ｅ１、Ｅ２間は相互に接続されている。配線端子Ｘ、Ｙ間には電流抑制抵抗５０が共締めで固定されており、電流抑制抵抗５０の抵抗値は、適用される始動用電動機７０の代表特性に応じて選択決定されるようになっている。
【００３５】
次に、前記のように構成された実施の形態１に係る始動制御ユニット２０Ａの作用及び動作について説明する。
【００３６】
まず、図５（Ａ）で示すタイマ回路の駆動電圧の特性と、図５（Ｂ）で示す消費電力を説明するための部分回路について説明する。
図５（Ａ）において、横軸は、１２Ｖ系の車載バッテリ１０から始動指令スイッチ１２を介して指令端子Ａ１、Ａ２に印加された電源電圧Ｖｂの値であり、始動制御ユニット２０Ａが正常動作するための電源電圧Ｖｂの値は、例えばＤＣ６〜２４Ｖとなっている。なお、１２Ｖ系の車載バッテリ単品では、通常はＤＣ１６Ｖ以上になることはないが、寒冷始動時に外部電源を用いてジャンピングスタートを行う場合を想定し、例えばＤＣ２４Ｖの上限電圧まで動作可能であって、許容変動範囲はＤＣ６〜２４Ｖとなっている。一方、縦軸で示された駆動電源電圧Ｖｃは、図２における電圧制限ダイオード４８Ａによって制限されているため、電源電圧Ｖｂの増加に伴って上昇し、例えばＤＣ１２Ｖ以上にならないように制限されている。これによって、図２における電源コンデンサ４１ｂやタイマコンデンサ４４ｂの印加電圧を抑制し、小型安価な低耐圧のコンデンサが使用できるようになっている。
【００３７】
以上のとおり、駆動電源電圧Ｖｃは、電源電圧ＶｂがＤＣ６〜１２Ｖの低電圧領域においては安定化されておらず、電源電圧Ｖｂに比例して変動することになるが、図２における第１、第２の比較電圧Ｖ１、Ｖ２は、共通の駆動電源電圧Ｖｃが使用されていることによって、第２の比較電圧Ｖ２が第１の比較電圧Ｖ１以上となるまでの時間は駆動電源電圧Ｖｃの影響を受けず、安定したタイマ特性が得られるようになっている。
【００３８】
但し、タイムアップ前に駆動電源電圧Ｖｃが急減すると、既に充電が進行していた第２の比較電圧Ｖ２よりも急減した第１の比較電圧Ｖ１が小さな値となり、誤ってタイムアップする危険性があるが、この実施形態では電磁シフトリレー６０の出力接点６１が閉路して電源電圧Ｖｂが一時低下した後に計時を開始するため、この危険性は回避されている。なお、電圧制限ダイオード４８Ａによる制限電圧を例えばＤＣ５．１Ｖとすれば、駆動電源電圧Ｖｃは全電圧領域にわたって安定化することができるが、この場合には電源電圧Ｖｂが増大したときのタイマ回路全体の消費電力が増大し、始動制御ユニット２０Ａの過熱の要因となる。
【００３９】
図５（Ｂ）において、給電抵抗４１ａ（図２参照）の抵抗値をＲ１とし、電圧制限ダイオード４８Ａに並列接続されたタイマ回路全体の等価抵抗をＲ２とすると、タイマ回路全体の消費電力Ｗは以下のとおり算出される。
電源電圧Ｖｂが大きくて、Ｖｃ≦Ｖｂ×Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）の関係にあるときには、給電抵抗４１ａに流れる電流Ｉは、Ｉ＝（Ｖｂ−Ｖｃ）／Ｒ１となるため、消費電力Ｗは次式で示される。
Ｗ＝Ｖｂ×Ｉ＝Ｖｂ×（Ｖｂ−Ｖｃ）／Ｒ１
従って、駆動電源電圧Ｖｃを小さくすれば消費電力Ｗは増大する関係にあることがわかる
。
【００４０】
次に、動作について図６のタイムチャートに基づいて説明する。なお、図１及び図２を参照しながら説明する。
【００４１】
図６（Ａ）は、始動指令スイッチ１２の閉路指令期間Ｔｓにおいて、論理レベルが「Ｈ」となる指令信号の状態を示している。始動指令スイッチ１２が閉路されると図１、図２で示すとおり、電磁シフトリレー６０の吸引コイル６２と保持コイル６３が付勢され、始動用電動機７０のピニオンギアがエンジンのリングギアと係合するように押し出し駆動されると共に、閉路応答遅延時間Ｔ１を置いて出力接点６１が閉路するようになっている。
【００４２】
図６（Ｂ）は、点線が電磁シフトリレー６０の閉路応答時間Ｔ１の期間に対応した吸引コイル６２の付勢期間を示し、一点鎖線は閉路指令期間Ｔｓに対応した保持コイル６３の付勢期間を示し、実線は出力接点６１の閉路期間を示している。なお、吸引コイル６２は、出力接点６１が閉路すると電流抑制抵抗５０と出力接点６１との直列回路によって短絡されるが、電流抑制抵抗５０の抵抗値は吸引コイル６２の抵抗値に比べて圧倒的に小さな値となっているため、吸引コイル６２は消勢され、保持コイル６３によって出力接点６１の閉路状態とピニオンギアの押し出し状態が維持されている。また、始動指令スイッチ１２が開路して保持コイル６３が消勢されると、電磁シフトリレー６０の開路応答時間ｔ１を置いて出力接点６１が開路する。
【００４３】
図６（Ｃ）は、出力接点６１の閉路に伴って電流抑制抵抗５０を通じて始動用電動機７０に始動電流が流れることによって、通電検出トランジスタ８０が導通している期間を示しており、やがて短絡接点３１Ａが閉路復帰すると通電検出トランジスタ８０は不導通となる。なお、通電検出トランジスタ８０が導通すると計時開始トランジスタ８３も導通してタイマコンデンサ４４ｂの充電が開始し、遅延設定時間Ｔ０後には第２の比較電圧Ｖ２が第１の比較電圧Ｖ１以上となって第２の比較トランジスタ４３ａが導通し、ラッチトランジスタ４３ｂと協働して自己保持導通状態となってタイムアップ完了状態となる。
【００４４】
図６（Ｄ）は、出力接点６１が閉路してから遅延設定時間Ｔ０が経過した時点で導通するラッチトランジスタ４３ｂの導通状態を示している。一方、短絡用リレー３０Ａの励磁コイル３２Ａは、始動指令スイッチ１２が閉路すると、第１の比較トランジスタ４２ａから駆動抵抗４５ｂを介して駆動補助トランジスタ４５ａが導通することによって駆動トランジスタ４６ａが導通駆動されるが、タイマ回路のタイムアップによってラッチトランジスタ４３ｂが導通すると、第１の比較トランジスタ４２ａは不導通となり、その結果駆動補助トランジスタ４５ａが遮断されて駆動トランジスタ４６ａも遮断されるようになっている。
【００４５】
図６（Ｅ）は、点線が短絡用リレー３０Ａの励磁コイル３２Ａの付勢期間を示しており、始動指令スイッチ１２が閉路された時点からラッチトランジスタ４３ｂが導通してタイムアップ出力が発生するまでの期間において付勢されている。励磁コイル３２Ａが付勢されると短絡用リレー３０Ａの開路応答時間Ｔ２ｂを置いて常閉の短絡接点３１Ａが開路動作し、励磁コイル３２Ａが消勢されると短絡用リレー３０Ａの閉路応答時間ｔ２ｂを置いて短絡接点３１Ａが閉路復帰するようになっており、短絡接点３１Ａの開路状態が実線の論理「Ｈ」レベルで示されている。
【００４６】
なお、短絡用リレー３０Ａの開路応答時間Ｔ２ｂは、電磁シフトリレー６０の閉路応答時間Ｔ１よりも短い時間となっており、出力接点６１が閉路するまでには短絡接点３１Ａが開路するようになっている。また、駆動トランジスタ４６ａが遮断されたときには、励磁コイル３２Ａに流れていた電流はサージ吸収用ダイオード４６ｅによって急速遮断され
るため、閉路応答時間ｔ２ｂは開路応答時間Ｔ２ｂよりも短い時間となり、電源電圧の影響を受け難いようになっている。
【００４７】
図６（Ｆ）は、始動用電動機７０に流れる始動電流の波形を示しており、始動指令スイッチ１２が閉路すると始動用電動機７０には吸引コイル６２に対する付勢電流が流れ、やがて出力接点６１が閉路すると電流抑制抵抗５０を通して始動電流が急増し、始動用電動機７０の回転上昇に伴って始動電流は漸減する。短絡接点３１Ａが閉路復帰すると再び始動電流は急増し、更なる始動用電動機７０の回転上昇に伴って始動電流は漸減する。
【００４８】
エンジンの自立回転に伴って始動指令スイッチ１２が開路されると、電磁シフトリレー６０の開路応答時間ｔ１（図６Ｂ参照）を置いて出力接点６１が開路し、始動電流が遮断されるようになっている。なお、始動指令スイッチ１２が開路された直後においては、出力接点６１はまだ閉路しているため、短絡接点３１Ａと出力接点６１を介して吸引コイル６２から保持コイル６３に付勢電流が流れるが、この場合には吸引コイル６２と保持コイル６３の磁力が差動しているため、電磁シフトリレー６０は消勢復帰されることになる。
【００４９】
もしも始動指令スイッチ１２から他の低抵抗負荷が駆動されていると、この負荷は保持コイル６３と並列接続されることになるため、吸引コイル６２に対する印加電圧が上昇すると共に、保持コイル６３への印加電圧が減少し、差動磁力のバランスが崩れて電磁シフトリレー６０が動作保持状態を継続する誤動作が発生する恐れがある。しかし、図１に示すこの実施形態の場合には、保持コイル６３と並列接続されるのは高抵抗のタイマ回路４０Ａであって、励磁コイル３２Ａが並列接続されていないため、電磁シフトリレー６０の開路誤動作が発生しないようになっている。
【００５０】
これを可能にしているのは、励磁コイル３２Ａを逆接保護素子４７Ａと駆動トランジスタ４６ａを介して車載バッテリ１０に直接接続するようにしているためであるが、逆接保護素子４７Ａと駆動トランジスタ４６ａには、図６（Ｅ）の付勢期間Ｔ０＋Ｔ１において電流が流れ、これが始動制御ユニット２０Ａの温度上昇の原因となる。この温度上昇を抑制するためには、後述する実施の形態３（図９参照）のとおり、逆接保護素子としてトランジスタを使用することもできるが、図１、図２の実施形態の場合には、駆動電源電圧Ｖｃを得るための電圧制限ダイオード４８Ａを比較的高電圧に設定し、安定化電圧を得るための電力消費を抑制していることも重要な対策となっている。
【００５１】
また、始動指令スイッチ１２の閉路指令期間Ｔｓが延引しても、励磁コイル３２Ａに電流が流れる期間は確定しているため、逆接保護素子４７Ａと駆動トランジスタ４６ａの発熱が過大になる恐れがない利点がある。
【００５２】
以上の説明では、配線端子Ｘ、Ｙは、どちらを車載バッテリ１０の正端子に接続しても良いように構成しているが、車載バッテリ１０と始動用電動機７０の配置の関係に応じて始動制御ユニット２０Ａの取り付けの向きを変更して取り付け足の位置を変更するようにした場合には、例えば配線端子Ｙは常に車載バッテリ１０の正端子に接続して端子間接続片３３ｂによって電源端子Ｂ２に給電し、電源端子Ｂ１と端子間接続配線４９ｂを廃止することができる。この場合、配線端子Ｘは常に電流抑制抵抗５０の負側端子となり、端子間接続片３３ｃによって信号端子Ｃ１に接続し、信号端子Ｃ２と端子間接続配線４９ｃを廃止することができる。
【００５３】
また、以上の説明では逆接保護素子４７Ａとしてダイオードを使用したが、これに代わってトランジスタを逆方向に通電させて電圧降下の小さなダイオードを得ることも可能である。
【００５４】
また、以上の説明では、電磁シフトリレー６０の出力接点６１が閉路されたことを検出するために、電流抑制抵抗５０の両端電圧によって通電検出トランジスタ８０を導通させ、これによって計時開始トランジスタ８３を介してタイマコンデンサ４４ｂへの充電を開始するようにした。しかし、通電検出トランジスタ８０を廃止し、始動用電動機７０の両端電圧によって指令抵抗８２に給電して計時開始トランジスタ８３を導通させるようにすることも可能である。この場合には、始動制御ユニット２０Ａには信号端子Ｃ１、Ｃ２に代わる新たな信号端子が必要となり、この新たな信号端子と始動用電動機７０との間を信号線で接続する必要がある。
【００５５】
また、以上の説明では、駆動トランジスタ４６ａはサージ吸収用ダイオード４６ｅを内蔵するものとしたが、これに代わるサージ吸収用ダイオードを駆動トランジスタ４６ａのソース端子とドレイン端子間に接続するようにしても良く、これ等のサージ吸収用ダイオードは、例えばその両端電圧がＤＣ５０Ｖ以上にならないように電圧制限を行うものである。この場合、例えば車載バッテリ１０の出力電圧がＤＣ１０Ｖであった場合、駆動トランジスタ４６ａを閉路して励磁コイル３２Ａに給電したときの電流上昇率に比べ、駆動トランジスタ４６ａを開路して励磁コイル３２Ａを遮断したときの電流減少率は５倍の高速減衰となり、短絡接点３１Ａの開路応答時間Ｔ２ｂよりも閉路応答時間ｔ２ｂのほうが大幅に短縮されるようになっている。なお、短絡接点３１Ａの開路応答時間や閉路応答時間には機械的な応答遅れ時間も加算されるが、この機械的応答時間は電源電圧の変動の影響を受けることがなくて安定しているため、電流抑制始動時間の変動要因にはならないものである。
【００５６】
以上の説明で明らかなとおり、実施の形態１に係る始動制御ユニット２０Ａは、車載エンジンを始動する始動用電動機７０と車載バッテリ１０との間に接続されて始動用電動機７０の限流始動を行う始動制御ユニット２０Ａであって、
始動制御ユニット２０Ａは、始動用電動機７０に設けられた電磁シフトリレー６０の出力接点６１と直列接続される電流抑制抵抗５０と、当該電流抑制抵抗５０を短絡接点３１Ａにより短絡する短絡用リレー３０Ａと、始動指令スイッチ１２の動作に応動して始動電流が減少した所定時期に短絡接点３１Ａを閉路するタイマ回路４０Ａとを一体化して構成され、
電磁シフトリレー６０は、車載バッテリ１０から始動指令スイッチ１２を介して給電されるシフトコイル６４によって始動用電動機７０に設けられたピニオンギアを推進移動させ、エンジンのクランクシャフトに設けられたリングギアと前記ピニオンギアを係合させると共に、当該シフトコイル６４によって出力接点６１を閉路させる。
【００５７】
短絡接点３１Ａは、短絡用リレー３０Ａの励磁コイル３２Ａを付勢することによって開路する常閉接点であると共に、励磁コイル３２Ａは、始動指令スイッチ１２を経由しないで、電流抑制抵抗５０の一方の端子と逆接保護素子４７Ａ、及び駆動トランジスタ４６ａを介して車載バッテリ１０から直接給電されている。
【００５８】
逆接保護素子４７Ａは、車載バッテリ１０が正常極性で接続されているときには励磁コイル３２Ａへの給電は可能であるが、車載バッテリ１０が異常逆極性で接続されているときには励磁コイル３２Ａへの給電を阻止するトランジスタ又はダイオードであり、
駆動トランジスタ４６ａは、始動指令スイッチ１２が閉路してシフトコイル６４が付勢されると同時に導通駆動されて短絡用リレー３０Ａを開路付勢し、出力接点６１が閉路するまでには短絡接点３１Ａが開路動作を完了する。
【００５９】
タイマ回路４０Ａは、電磁シフトリレー６０の出力接点６１の閉路動作に応動して計時動作を開始して、所定の遅延設定時間Ｔ０を置いて駆動トランジスタ４６ａを遮断し、
電流抑制抵抗５０には、タイマ回路４０Ａの遅延設定時間Ｔ０と、短絡用リレー３０Ａ
の励磁コイル３２Ａを消勢してから短絡接点３１Ａが閉路復帰するまでの閉路応答時間ｔ２ｂとを加算した時間帯において、始動用電動機７０に対する抑制始動電流が流れるようになっている。
【００６０】
従って、短絡用リレー３０Ａの励磁コイル３２Ａに対する電源配線が不要であって、しかも始動指令スイッチ１２には短絡用リレー３０Ａの付勢電流が流れないため、スイッチの電流容量を抑制して小型安価な始動指令スイッチ１２を使用することができる特徴がある。
【００６１】
また、電磁シフトリレー６０のシフトコイル６４が吸引コイル６２と保持コイル６３を有するものにおいては、シフトコイル６４に対して短絡用リレー３０Ａの励磁コイル３２Ａが並列接続されていないため、始動指令スイッチ１２が開路されたときに電磁シフトリレー６０が誤動作せず、確実に開路動作を行うことができる特徴がある。
【００６２】
また、電流抑制始動時間は、電源電圧の大小によって変動する電磁シフトリレー６０の動作応答時間や短絡用リレー３０Ａの開路応答時間の影響を受けることがなく、タイマ回路４０Ａの遅延設定時間Ｔ０と短絡用リレー３０Ａの閉路復帰遅延時間ｔ２ｂによって決定されるため、電源電圧の変動の影響が少なくなり安定した電流抑制始動時間を得ることができる特徴がある。
【００６３】
また、エンジンの始動が長引いた場合、電流抑制抵抗５０は常閉接点型の短絡用リレー３０Ａの短絡接点３１Ａによって短絡されているため、電流抑制抵抗５０及び短絡用リレー３０Ａの励磁コイル３２Ａへの通電が停止しており、始動制御ユニット２０Ａが過熱しないため、小型化できる特徴がある。
【００６４】
更に、車載バッテリ１０の接続極性を誤った場合に短絡用リレー３０Ａが継続付勢されて焼損する事故を防止することができる特徴がある。
【００６５】
また、タイマ回路４０Ａは、電磁シフトリレー６０の出力接点６１が閉路したことに伴って電流抑制抵抗５０の両端に発生する電圧降下を検出して計時動作を開始するものとなっている。即ち、タイマ回路４０Ａは電流抑制抵抗５０に通電されたことによって計時動作を開始するようになっている。
【００６６】
従って、電磁シフトリレー６０の出力接点６１が閉路したことを検出するために信号配線を増加させることなく、始動制御ユニット２０Ａ内の信号によって出力接点６１が閉路されたことを検出することができる特徴がある。
【００６７】
また、タイマ回路４０Ａは、始動指令スイッチ１２の閉路動作に応動して車載バッテリ１０から給電される駆動電源電圧Ｖｃに比例した第１の比較電圧Ｖ１と、出力接点６１が閉路したことによって共通の駆動電源電圧Ｖｃから充電抵抗４４ａを介して充電されるタイマコンデンサ４４ｂの漸増充電電圧である第２の比較電圧Ｖ２とを比較して、所定の遅延設定時間Ｔ０を置いて両者が一致したときにタイムアップ出力Ｔｄｎを発生して駆動トランジスタ４６ａを遮断するようになっている。即ち、タイマ回路４０Ａは車載バッテリ１０から給電される非安定化電源によって動作するようになっている。
【００６８】
従って、タイマ回路４０Ａを駆動するために安定化電源回路が使用されていないため、広範囲な電源電圧の変動に対してタイマ回路４０Ａの消費電力を抑制することができると共に、タイマ回路４０Ａを構成する電圧比較回路は共通の駆動電源電圧Ｖｃによって動作しているため、駆動電源電圧Ｖｃが変動してもタイマ特性は変動せず、安定した遅延設定時間を得ることができる特徴がある。
【００６９】
また、タイマ回路４０Ａの駆動電源回路には、給電抵抗４１ａと電圧制限ダイオード４８Ａが接続されており、電圧制限ダイオード４８Ａは、駆動電源電圧Ｖｃの変動領域の高電圧領域において電圧制限機能を有し、低電圧領域においては電圧制限機能が作用しない動作電圧の定電圧ダイオードが使用されている。即ち、タイマ回路４０Ａへの給電電圧は高電圧領域においてのみ定電圧となるように制限されている。
【００７０】
従って、始動用電動機７０に対する印加電圧の広範囲な電圧変動の全領域において定電圧制御を行わないため、高電圧領域における消費電力を抑制することができると共に、タイマ回路４０Ａで使用されるタイマコンデンサ４４ｂの耐圧を低くして小型で安価なコンデンサを使用することができる特徴がある。
【００７１】
また、電流抑制抵抗５０は、始動制御ユニット２０Ａを収納した筐体２０ＡＡの外壁に取り付け固定されて一体化されている。即ち、電流抑制抵抗５０は始動制御ユニット２０Ａの外壁にアドオンされるようになっている。
【００７２】
従って、始動制御ユニット２０Ａの筐体２０ＡＡ内に電流抑制抵抗５０を内蔵させるものに対し、電流抑制抵抗５０の発生熱による始動制御ユニット２０Ａの温度上昇が抑制されると共に、適用車種に応じて電流抑制抵抗５０の値を変更することが容易となる特徴がある。これは、後述する実施形態２、３、４における始動制御ユニット２１Ａ、２０Ｂ、２１Ｂの場合も同様である。
【００７３】
また、短絡用リレー３０Ａの出力接点である短絡接点３１Ａと電流抑制抵抗５０との並列回路は、始動用電動機７０に接続された電磁シフトリレー６０の出力接点６１と車載バッテリ１０との間に接続され、前記並列回路の一対の配線端子Ｘ、Ｙのどちらか一方は車載バッテリ１０側に接続されると共に、
タイマ回路４０Ａは端子間接続配線４９ｂによって内部接続された一対の電源端子Ｂ１、Ｂ２を備え、前記一対の配線端子Ｘ、Ｙの一方の配線端子Ｙが車載バッテリ１０に接続されているときには、当該一方の配線端子Ｙと前記電源端子Ｂ１、Ｂ２の一方の電源端子Ｂ２とが接続され、前記一対の配線端子Ｘ、Ｙの他方の配線端子Ｘが車載バッテリ１０に接続されているときには、当該他方の他方端子Ｘと前記電源端子Ｂ１、Ｂ２の他方の電源端子Ｂ１とが接続されるようになっている。即ち、短絡用リレー３０Ａは始動用電動機７０と一体不可分の電磁シフトリレー６０と車載バッテリ１０との間に設けられていると共に、タイマ回路４０Ａは内部接続された一対の電源端子Ｂ１、Ｂ２を備えており、短絡接点３１Ａと電流抑制抵抗５０の並列回路に対する一対の配線端子Ｘ、Ｙの接続極性に応じて接続される電源端子が選択できるようになっている。
【００７４】
従って、車載バッテリ１０、始動制御ユニット２０Ａ、及び始動用電動機７０の配置関係が適用される車種によって変化しても、タイマ回路４０Ａに対する電源配線を手軽に行うことができる特徴がある。これは、後述する実施形態２、３、４における始動制御ユニット２１Ａ、２０Ｂ、２１Ｂの場合も同様である。
【００７５】
実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２に係る始動制御ユニットについて説明する。図７は、実施の形態２に係る始動制御ユニットの外部接続図である。以下、前記実施の形態１との相違点を中心に説明する。なお、各図において同一符号は同一又は相当部分を示している。
【００７６】
図７において、車載バッテリ１０の負端子は車体１１に接続され、正端子は始動指令スイッチ１２を介して始動制御ユニット２１Ａに給電するようになっている。始動制御ユニット２１Ａは、主として短絡リレー３０Ａとタイマ回路９０Ａによって構成され、電流抑
制抵抗５０がアドオンされて一体化されている。電流抑制抵抗５０と電磁シフトリレー６５の出力接点６１は直列接続され、車載バッテリ１０の正端子と始動用電動機７０との間に接続されている。
【００７７】
始動指令スイッチ１２は、キースイッチである手動始動スイッチ１０３と、アイドルストップ後の再始動や寒冷時の遠隔暖機運転を行うための自動始動スイッチ１０４とが並列接続されており、指令端子Ａ１、Ａ２を介してタイマ回路９０Ａへ給電すると共に、電磁シフトリレー６５のシフトコイル６６に給電するようになっている。なお、始動指令スイッチ１２は、後述する実施の形態６（図１７参照）の指令用電磁リレー１０５の出力接点１２を用いることも可能である。
【００７８】
短絡用リレー３０Ａは、常閉接点である短絡接点３１Ａを備え、励磁コイル３２Ａを給電駆動することによって短絡接点３１Ａが開路するようになっており、配線端子Ｘ、Ｙを介して電流抑制抵抗５０に対して並列接続されている。励磁コイル３２Ａは、タイマ回路９０Ａの電源端子Ｂ１、Ｂ２から逆接保護素子４７Ａと駆動トランジスタ４６ａ、及び駆動端子Ｄを介して給電されるようになっている。また、電源端子Ｂ１、Ｂ２は、端子間接続配線４９ｂによって相互に接続されており、車載バッテリ１０に接続される配線端子Ｙと電源端子Ｂ２とは端子間接続片３３ｂによって接続されている。
【００７９】
タイマ回路９０Ａの計時開始信号を得るために使用される信号端子Ｃ１、Ｃ２は、端子間接続配線４９ｃによって相互に接続されており、電流抑制抵抗５０の負側の配線端子Ｘと信号端子Ｃ１とは端子間接続片３３ｃによって接続されている。なお、始動タイマ回路部４０ａは、前記実施の形態１（図２参照）のとおり、始動指令スイッチ１２が閉路すると直ちに駆動トランジスタ４６ａを導通駆動すると共に、始動タイマ回路部４０ａが計時開始してから所定時間後に駆動トランジスタ４６ａを遮断する遅延復帰動作を行うようになっている。
【００８０】
これに対し遅延タイマ回路部９０ｂは、始動指令スイッチ１２が閉路してから所定の遅延時間Ｔｄを置いてタイムアップ出力を発生して分割駆動トランジスタ９６ａを導通駆動し、逆接保護素子４７Ａと分割駆動トランジスタ９６ａ、及び駆動端子Ｆ２、Ｆ１を介して後述のリレーコイル６７に給電するようになっている。なお、逆接保護素子４７Ａは、駆動トランジスタ４６ａと分割駆動トランジスタ９６ａとのそれぞれに分割して接続し、集中発熱を防止することもできる。
【００８１】
電磁シフトリレー６５は、車載バッテリ１０から始動指令スイッチ１２を介して給電されるシフトコイル６６を備え、当該シフトコイル６６に給電されると始動用電動機７０に設けられたピニオンギアを推進移動させ、エンジンのクランクシャフトに設けられたリングギアとピニオンギアを係合させるようになっている。
【００８２】
シフトコイル６６は吸引動作と保持動作を行う第１コイル６６ａによって構成されているが、吸引補助のための第２コイル６６ｂを併用することもできる。しかし、第２コイル６６ｂを併用した場合、出力接点６１を閉路するためにリレーコイル６７が分離設置されており、リレーコイル６７を付勢して出力接点６１を閉路させると、始動用電動機７０と直列接続されている第２コイル６６ｂを短絡消勢するようになっている。
【００８３】
この形式の電磁シフトリレー６５では、出力接点６１を閉路するためのリレーコイル６７とピニオンギアを押し出すためのシフトコイル６６が機構分離されているため、確実にシフト動作を行ってから出力接点６１を閉路することができる。シフトコイル６６を付勢してからリレーコイル６７を付勢するまでの遅延時間Ｔｄは、遅延タイマ回路部９０ｂで設定されており、遅延時間Ｔｄの値は車載バッテリ１０の電源電圧Ｖｂが低下していると
きの最大シフト時間に対応した固定値であるか、又は電源電圧Ｖｂが高いときには遅延時間Ｔｄを漸減させる電圧補正が行われるようになっている。
【００８４】
始動タイマ回路部４０ａには始動指令スイッチ１２が閉路した時点で給電するようになっているが、遅延タイマ回路部９０ｂがタイムアップした時点で給電することによって節電するようにしても良い。
【００８５】
なお、シフトコイル６６が始動用電動機７０と直列接続されている第２コイル６６ｂを有する場合には、リレーコイル６７に給電されて出力接点６１が閉路すると、第２コイル６６ｂの両端は、電流抑制抵抗５０又は短絡用リレー３０Ａの出力接点である短絡接点３１Ａが始動指令スイッチ１２を介して短絡接続される。そして、電流抑制抵抗５０の抵抗値は第２コイル６６ｂの抵抗値に比べて圧倒的に小さな値となっているため、第２コイル６６ｂは消勢され、第１コイル６６ａによって電磁シフトリレー６５の動作状態が維持されるようになっている。しかし、始動指令スイッチ１２が開路されると、リレーコイル６７が消勢されて出力接点６１は単独で開路復帰し、第１コイル６６ａと第２コイル６６ｂは共に消勢されてピニオンギアが復帰するようになっている。
【００８６】
次に、実施の形態２に係る始動制御ユニット２１Ａの動作について図８のタイムチャートに基づいて説明する。なお、図７及び図２を参照しながら説明する。
【００８７】
図８（Ａ）は、始動指令スイッチ１２の閉路指令期間Ｔｓにおいて論理レベルが「Ｈ」となる指令信号の状態を示している。始動指令スイッチ１２が閉路されると、図７で示すとおり電磁シフトリレー６５のシフトコイル６６が付勢され、始動用電動機７０のピニオンギアがエンジンのリングギアと係合するように押し出し駆動される。
【００８８】
図８（Ｂ）は、点線が遅延時間Ｔｄを置いて遅延タイマ回路部９０ｂから付勢される電磁シフトリレー６５のリレーコイル６７の付勢期間を示し、実線は閉路応答遅延時間Ｔ１を置いて閉路する出力接点６１の閉路期間を示している。なお、始動指令スイッチ１２が開路してリレーコイル６７が消勢されると、電磁シフトリレー６５の開路応答時間ｔ１を置いて出力接点６１が開路する。
【００８９】
図８（Ｃ）は、出力接点６１の閉路に伴って電流抑制抵抗５０を通じて始動用電動機７０に始動電流が流れることによって、図２の通電検出トランジスタ８０が導通している期間を示しており、やがて短絡接点３１Ａが閉路復帰すると通電検出トランジスタ８０は不導通となる。なお、通電検出トランジスタ８０が導通すると計時開始トランジスタ８３も導通してタイマコンデンサ４４ｂの充電が開始され、遅延設定時間Ｔ０後には第２の比較電圧Ｖ２が第１の比較電圧Ｖ１以上となって第２の比較トランジスタ４３ａが導通し、ラッチトランジスタ４３ｂと協働して自己保持導通状態となってタイムアップ完了状態となる。
【００９０】
図８（Ｄ）は、出力接点６１が閉路してから遅延設定時間Ｔ０が経過した時点で導通するラッチトランジスタ４３ｂの導通状態を示している。一方、短絡用リレー３０Ａの励磁コイル３２Ａは、始動指令スイッチ１２が閉路すると、第１の比較トランジスタ４２ａから駆動抵抗４５ｂを介して駆動補助トランジスタ４５ａが導通することによって駆動トランジスタ４６ａが導通駆動されるが、タイマ回路９０Ａのタイムアップによってラッチトランジスタ４３ｂが導通すると、第１の比較トランジスタ４２ａは不導通となり、その結果、駆動補助トランジスタ４５ａが遮断されて駆動トランジスタ４６ａも遮断されるようになっている。
【００９１】
図８（Ｅ）は、点線が短絡用リレー３０Ａの励磁コイル３２Ａの付勢期間を示しており
、リレーコイル６７が付勢された時点からラッチトランジスタ４３ｂが導通してタイムアップ出力が発生するまでの期間において付勢されている。励磁コイル３２Ａが付勢されると短絡用リレー３０Ａの開路応答時間Ｔ２ｂを置いて常閉の短絡接点３１Ａが開路動作し、励磁コイル３２Ａが消勢されると短絡用リレー３０Ａの閉路応答時間ｔ２ｂを置いて短絡接点３１Ａが閉路復帰するようになっており、短絡接点３１Ａの開路状態が実線の論理「Ｈ」レベルで示されている。
【００９２】
なお、短絡用リレー３０Ａの開路応答時間Ｔ２ｂは、電磁シフトリレー６０の閉路応答時間Ｔ１よりも短い時間となっており、出力接点６１が閉路するまでには短絡接点３１Ａが開路するようになっている。このためには、励磁コイル３２Ａは始動指令スイッチ１２が閉路した時点でシフトコイル６６の付勢と同時に付勢開始するようにしても良い。
【００９３】
また、駆動トランジスタ４６ａが遮断されたときには、励磁コイル３２Ａに流れていた電流はサージ吸収用ダイオード４６ｅによって急速遮断されるため、閉路応答時間ｔ２ｂは開路応答時間Ｔ２ｂよりも短い時間となり、車載バッテリ１０の電源電圧Ｖｂの影響を受け難いようになっている。
【００９４】
図８（Ｆ）は、始動用電動機７０に流れる始動電流の波形を示しており、始動指令スイッチ１２が閉路して遅延時間Ｔｄと閉路応答時間Ｔ１が経過し、出力接点６１が閉路すると電流抑制抵抗５０を通して始動電流が急増し、始動用電動機７０の回転上昇に伴って始動電流は漸減する。短絡接点３１Ａが閉路復帰すると再び始動電流は急増し、更なる始動用電動機７０の回転上昇に伴って始動電流は漸減する。
【００９５】
エンジンの自立回転に伴って始動指令スイッチ１２が開路されると、電磁シフトリレー６０の開路応答時間ｔ１（図８Ｂ参照）を置いて出力接点６１が開路し、始動電流が遮断されるようになっている。
【００９６】
なお、逆接保護素子４７Ａと駆動トランジスタ４６ａには、図８（Ｅ）の付勢期間Ｔ０＋Ｔ１において電流が流れ、これが始動制御ユニット２１Ａの温度上昇の原因となる。この温度上昇を抑制するためには後述する実施の形態３（図１０参照）のとおり、逆接保護素子４７Ａとしてトランジスタを使用することもできるが、前記実施の形態１及び本実施形態の場合には、駆動電源電圧Ｖｃを得るための電圧制限ダイオード４８Ａを比較的高電圧に設定し、安定化電圧を得るための電力消費を抑制していることも重要な対策となっている。
【００９７】
また、始動指令スイッチ１２の閉路指令期間Ｔｓが延引しても、励磁コイル３２Ａに電流が流れる期間は確定しているため、逆接保護素子４７Ａと駆動トランジスタ４６ａの発熱が過大になる恐れがない利点がある。
【００９８】
以上の説明で明らかなとおり、実施の形態２に係る始動制御ユニット２１Ａは、車載エンジンを始動する始動用電動機７０と車載バッテリ１０との間に接続されて始動用電動機７０の限流始動を行う始動制御ユニット２１Ａであって、
始動制御ユニット２１Ａは、始動用電動機７０に設けられた電磁シフトリレー６５の出力接点６１と直列接続される電流抑制抵抗５０と、当該電流抑制抵抗５０を短絡接点３１Ａにより短絡する短絡用リレー３０Ａと、始動指令スイッチ１２の動作に応動して始動電流が減少した所定時期に短絡接点３１Ａを閉路するタイマ回路９０Ａとを一体化して構成され、
電磁シフトリレー６５は、車載バッテリ１０から始動指令スイッチ１２を介して給電されるシフトコイル６６によって始動用電動機７０に設けられたピニオンギアを推進移動させ、エンジンのクランクシャフトに設けられたリングギアと前記ピニオンギアを係合させ
ると共に、当該シフトコイル６６と分割設置されたリレーコイル６７によって出力接点６１を閉路させる。
【００９９】
短絡接点３１Ａは、短絡用リレー３０Ａの励磁コイル３２Ａを付勢したことによって開路する常閉接点であると共に、励磁コイル３２Ａは、始動指令スイッチ１２を経由しないで、電流抑制抵抗５０の一方の端子と逆接保護素子４７Ａ、及び駆動トランジスタ４６ａを介して車載バッテリ１０から直接給電されている。
【０１００】
逆接保護素子４７Ａは、車載バッテリ１０が正常極性で接続されているときには励磁コイル３２Ａへの給電は可能であるが、車載バッテリ１０が異常逆極性で接続されているときには励磁コイル３２Ａへの給電を阻止するトランジスタ又はダイオードであり、
駆動トランジスタ４６ａは、始動指令スイッチ１２が閉路してシフトコイル６６又はリレーコイル６７が付勢されると同時に導通駆動されて短絡用リレー３０Ａを開路付勢し、出力接点６１が閉路するまでには短絡接点３１Ａが開路動作を完了する。
【０１０１】
タイマ回路９０Ａは、電磁シフトリレー６５の出力接点６１の閉路動作に応動して計時動作を開始して、所定の遅延設定時間Ｔ０を置いて駆動トランジスタ４６ａを遮断し、
電流抑制抵抗５０には、タイマ回路９０Ａの遅延設定時間Ｔ０と、短絡用リレー３０Ａの励磁コイル３２Ａを消勢してから短絡接点３１Ａが閉路復帰するまでの閉路応答時間ｔ２ｂを加算した時間帯において、始動用電動機７０に対する抑制始動電流が流れるようになっている。
【０１０２】
電磁シフトリレー６５は、車載バッテリ１０から始動指令スイッチ１２を介して給電されるシフトコイル６６によって始動用電動機７０に設けられたピニオンギアを推進移動させ、エンジンのクランクシャフトに設けられたリングギアと前記ピニオンギアを係合させると共に、当該シフトコイル６６と分割設置されたリレーコイル６７を分離駆動することによって出力接点６１を閉路させ、
リレーコイル６７は、シフトコイル６６に給電されてからタイマ回路９０Ａ内に設けられた遅延タイマ回路部９０ｂによって設定された所定の遅延時間Ｔｄを置いて給電駆動され、遅延時間Ｔｄは、車載バッテリ１０の電源電圧Ｖｂが低下しているときの最大シフト時間に対応した固定値であるか、又は電源電圧Ｖｂが高いときには遅延時間Ｔｄを漸減させる電圧補正が行われている。
【０１０３】
また、短絡接点３１Ａは、短絡用リレー３０Ａの励磁コイル３２Ａを付勢したことによって開路する常閉接点であると共に、
タイマ回路９０Ａ内に設けられた始動タイマ回路部４０ａは、出力接点６１が閉路した時点において計時動作を開始し、
励磁コイル３２Ａとリレーコイル６７は、始動指令スイッチ１２を経由しないで、電流抑制抵抗５０の一方の端子と逆接保護素子４７Ａ、及びそれぞれの駆動トランジスタ４６ａと分割駆動トランジスタ９６ａとを介して車載バッテリ１０から直接給電され、
逆接保護素子４７Ａは、車載バッテリ１０が正常極性で接続されているときには励磁コイル３２Ａとリレーコイル６７への給電は可能であるが、車載バッテリ１０が異常逆極性で接続されているときには励磁コイル３２Ａとリレーコイル６７への給電を阻止するトランジスタ又はダイオードとなっている。
【０１０４】
このように、実施の形態２に係る始動制御ユニット２１Ａは、電磁シフトリレー６５のシフトコイル６６が付勢されてから所定時間後にリレーコイル６７を付勢する遅延タイマ回路部９０ｂと、電磁シフトリレー６５の付勢開始後の所定期間において、始動用電動機７０に直列接続された短絡用リレー３０Ａの短絡接点３１Ａによって短絡される電流抑制抵抗５０を用いて限流始動を行う始動タイマ回路部４０ａとを備え、リレーコイル６７と
短絡用リレー３０Ａは始動指令スイッチ１２を経由しないで、逆接保護素子４７Ａと個別の駆動トランジスタ４６ａ、９６ａとを介して車載バッテリ１０から直接給電されるようになっている。
【０１０５】
従って、短絡用リレー３０Ａの励磁コイル３２Ａに対する電源配線が不要であって、しかも始動指令スイッチ１２にはリレーコイル６７と短絡用リレー３０Ａの付勢電流が流れないため、スイッチの電流容量を抑制して小型安価な始動指令スイッチ１２を使用することができる特徴がある。
【０１０６】
また、電磁シフトリレー６５はシフトコイル６６とリレーコイル６７に分離されているため、リレーコイル６７の付勢電流を抑制して逆接保護素子４７Ａや駆動トランジスタ４６ａ、９６ａの発熱を抑制することができる特徴がある。
【０１０７】
また、ピニオンギアのシフト動作を待ってからリレーコイル６７が付勢されるようになっているため、電源電圧の変動によってシフト時間が変化しても、始動指令スイッチ１２が閉路してからリレーコイル６７が付勢されるまでの時間が安定し、その結果として限流始動制御の時間特性を安定化させることができる特徴がある。
【０１０８】
また、電磁シフトリレー６５のシフトコイル６６が吸引動作と保持動作を行う第１コイル６６ａと吸引補助のための第２コイル６６ｂを併用するものであっても、シフトコイル６６の状態とは無関係にリレーコイル６７によって出力接点６１が駆動されているため、始動指令スイッチ１２が開路されたときに電磁シフトリレー６５が誤動作せず、確実に開路動作を行うことができる特徴がある。
【０１０９】
更に、車載バッテリ１０の接続極性を誤った場合に短絡用リレー３０Ａやリレーコイル６７が継続付勢されて焼損する事故を防止することができる特徴がある。
【０１１０】
実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３に係る始動制御ユニットについて説明する。図９は、実施の形態３に係る始動制御ユニットの外部接続図である。図９において、車載バッテリ１０の負端子は車体１１に接続され、正端子は始動指令スイッチ１２を介して始動制御ユニット２０Ｂに給電するようになっている。始動制御ユニット２０Ｂは図１０で後述するとおり主として短絡用リレー３０Ｂとタイマ回路４０Ｂによって構成され、電流抑制抵抗５０がアドオンされて一体化されている。電流抑制抵抗５０と電磁シフトリレー６０の出力接点６１とは直列接続され、車載バッテリ１０の正端子と始動用電動機７０との間に接続されている。
【０１１１】
始動指令スイッチ１２は、図示省略されているが、前記実施の形態１の場合と同様に、キースイッチである手動始動スイッチと、アイドルストップ後の再始動や寒冷時の遠隔暖機運転を行うための自動始動スイッチとが並列接続されており、指令端子Ａ１、Ａ２を介してタイマ回路４０Ｂへ給電すると共に、電磁シフトリレー６０の吸引コイル６２と保持コイル６３に給電するようになっている。なお、始動指令スイッチ１２は、後述する実施の形態５（図１６参照）、実施の形態７（図１８参照）の指令用電磁リレー１０５の出力接点１２を用いることも可能である。
【０１１２】
短絡用リレー３０Ｂは、常開接点である短絡接点３１Ｂを備え、励磁コイル３２Ｂを給電駆動することによって短絡接点３１Ｂが閉路するようになっており、配線端子Ｘ、Ｙを介して電流抑制抵抗５０に対して並列接続されている。励磁コイル３２Ｂは、タイマ回路４０Ｂの電源端子Ｂ１、Ｂ２から逆接保護素子４７Ｂ、駆動トランジスタ４６ａ、及び駆動端子Ｄを介して給電されると共に、電源端子Ｂ１、Ｂ２は、端子間接続配線４９ｂによ
って相互に接続されている。また、車載バッテリ１０に接続される配線端子Ｘと電源端子Ｂ１とは端子間接続片３３ｂによって接続されている。
【０１１３】
なお、始動タイマ回路部４０ｂは、タイマ回路４０Ｂから逆接保護素子４７Ｂと駆動トランジスタ４６ａを除外した弱電回路部を構成している。また、励磁コイル３２Ｂの他方の端子やタイマ回路４０Ｂの負側配線は、グランド端子Ｅ１、Ｅ２を介して車体１１に接続され、電磁シフトリレー６０の保持コイル６３の負側端子や始動用電動機７０の負側端子も車体１１に接続されている。
【０１１４】
電磁シフトリレー６０は、車載バッテリ１０から始動指令スイッチ１２を介して給電される吸引コイル６２と保持コイル６３によって構成されたシフトコイル６４を備え、当該吸引コイル６２と保持コイル６３が協働して始動用電動機７０に設けられたピニオンギアを推進移動させ、エンジンのクランクシャフトに設けられたリングギアとピニオンギアを係合させると共に、後述するように出力接点６１を閉路させて始動用電動機７０と直列接続されている吸引コイル６２を短絡消勢するようになっている。
【０１１５】
始動用電動機７０と直列接続されている吸引コイル６２に給電されて出力接点６１が閉路すると、吸引コイル６２の両端は電流抑制抵抗５０又は短絡用リレー３０Ｂの出力接点である短絡接点３１Ｂと始動指令スイッチ１２を介して短絡接続される。そして、電流抑制抵抗５０の抵抗値が吸引コイル６２の抵抗値に比べて圧倒的に小さな値となっているため、吸引コイル６２は消勢され、保持コイル６３によって電磁シフトリレー６０の動作状態が維持されるようになっている。しかし、始動指令スイッチ１２が開路されると、既に閉路していた出力接点６１から吸引コイル６２を逆流する電流が保持コイル６３に流れ、磁力が相殺しあって電磁シフトリレー６０が復帰するようになっている。
【０１１６】
次に、図９で示された始動制御ユニット２０Ｂの内部回路を図１０により説明する。図１０において、始動制御ユニット２０Ｂの外部に設けられた車載バッテリ１０、始動指令スイッチ１２、電磁シフトリレー６０、始動用電動機７０と始動制御ユニット２０Ｂとの配線、及び始動制御ユニット２０Ｂ内部の短絡用リレー３０Ｂと励磁コイル３２Ｂに対する給電回路の構成は、図９において説明したとおりとなっている。
【０１１７】
タイマ回路４０Ｂにおいて、駆動電源電圧Ｖ０は、車載バッテリ１０から始動指令スイッチ１２、指令端子Ａ１、Ａ２、及び給電抵抗４１ａを介して供給される。この駆動電源電圧Ｖ０は、定電圧ダイオード４８Ｂによって、例えばＤＣ５．１Ｖの一定値となるように制限されていると共に、電源コンデンサ４１ｂによって車載バッテリ１０の電源電圧Ｖｂの一時的な異常低下に対して駆動電源電圧Ｖ０が所定の下限電圧以下とならないように平滑化されている。また、駆動電源電圧Ｖ０が印加される第１及び第２の比較トランジスタ９２ａ、９３ａは、共通のエミッタ抵抗９２ｄを介してグランド回路に接続されるＮＰＮ型トランジスタとなっており、第１の比較トランジスタ９２ａのベース端子には、駆動電源電圧Ｖ０を分圧抵抗９２ｂ、９２ｃによって分圧して得られる第１の比較電圧Ｖ１が印加されている。
【０１１８】
また、第２の比較トランジスタ９３ａのベース端子には、駆動電源電圧Ｖ０によって充電抵抗４４ａを介して充電されるタイマコンデンサ４４ｂの漸増電圧である第２の比較電圧Ｖ２が印加されている。ＰＮＰ型のラッチトランジスタ９３ｂと第２の比較トランジスタ９３ａのベース端子及びコレクタ端子は相互に接続されており、第２の比較電圧Ｖ２の値が第１の比較電圧Ｖ１以上となって第２の比較トランジスタ９３ａが導通すると、タイマ回路がタイムアップしてラッチトランジスタ９３ｂが導通する。その結果ラッチトランジスタ９３ｂのコレクタ端子から保持給電ダイオード９３ｃを介して第２の比較トランジスタ９３ａの導通状態が維持されると共に、駆動抵抗４５ｂを介して駆動補助トランジス
タ４５ａが導通駆動されるようになっている。なお、ラッチトランジスタ９３ｂのベース端子とエミッタ端子間には、開路安定抵抗９３ｄが接続されており、また、ＮＰＮ形トランジスタである駆動補助トランジスタ４５ａのベース端子とエミッタ端子間には、開路安定抵抗４５ｃが接続されている。
【０１１９】
一方、車載バッテリ１０から、配線端子Ｘ、電源端子Ｂ１、及び逆接保護素子４７Ｂを介して励磁コイル３２Ｂに給電する駆動トランジスタ４６ａは、Ｐチャネル型電界効果トランジスタとなっており、この駆動トランジスタ４６ａは、ＮＰＮ型の駆動補助トランジスタ４５ａが導通したときに分圧抵抗４６ｂと逆流阻止ダイオード４６ｇを介して導通駆動されるようになっている。なお、駆動トランジスタ４６ａのソース端子とゲート端子間には、分圧抵抗４６ｃと過電圧保護ダイオード４６ｄが並列接続されている。また、駆動トランジスタ４６ａのゲート端子とドレイン端子間には、逆流阻止ダイオード４６ｆとサージ吸収用ダイオード４６ｅが並列接続されている。
【０１２０】
逆接保護素子４７Ｂは、Ｐチャネル型電界効果トランジスタを逆方向接続したものであり、ドレイン端子は電源端子Ｂ１に接続され、ソース端子は駆動トランジスタ４６ａのソース端子に接続されている。逆接保護素子となるトランジスタ４７Ｂのゲート端子は分圧抵抗４７ｄを介して駆動補助トランジスタ４５ａに接続され、ソース端子とゲート端子間には分圧抵抗４７ｃと過電圧保護ダイオード４７ｅが接続されている。
【０１２１】
従って、駆動補助トランジスタ４５ａを導通駆動するとトランジスタ４７Ｂも導通駆動され、前記実施の形態１のダイオード４７Ａに比べて電源端子Ｂ１から駆動トランジスタ４６ａ間を小さな電圧降下で接続することができるようになっている。しかし、車載バッテリ１０が誤って逆極性で接続された場合には、前記実施の形態１のダイオード４７Ａと同様に逆方向電流を阻止するようになっている。
【０１２２】
なお、車載バッテリ１０が誤った極性で接続された場合には、車載バッテリ１０の正端子からグランド端子Ｅ１、励磁コイル３２Ｂ、駆動トランジスタ４６ａ内の寄生ダイオードに至る逆流通電回路は逆接保護素子４７Ｂによって通電阻止され、電源端子Ｂ１、配線端子Ｘから車載バッテリ１０の負端子に至る逆方向電流が流れないようになっている。
【０１２３】
一方、始動制御ユニット２０Ｂの取り付け位置が反転して、車載バッテリ１０を配線端子Ｙ側に接続し、電磁シフトリレー６０を配線端子Ｘ側に接続したい場合には、端子間接続片３３ｂは配線端子Ｙと電源端子Ｂ２との間に接続されるようになっており、電源端子Ｂ１、Ｂ２のどちら側に車載バッテリ１０が接続されても良いようにするために端子間接続配線４９ｂが設けられている。
【０１２４】
次に、実施の形態３に係る始動制御ユニット２０Ｂの上面構造図と側面構造図である図１１及び図１２について説明する。図１１及び図１２において、始動制御ユニット２０Ｂは、筐体２０ＢＢの下部に一体取り付けされた短絡用リレー３０Ｂと、筐体２０ＢＢの内部にあってタイマ回路４０Ｂを構成する回路部品が搭載された電子基板４０ＢＢと、筐体２０ＢＢの上部に設けられた配線端子Ｘ、Ｙ、指令端子Ａ１、グランド端子Ｅ１とを備えている。
【０１２５】
電子基板４０ＢＢには、電源端子Ｂ１、Ｂ２と、指令端子Ａ２と、駆動端子Ｄと、グランド端子Ｅ２とが設けられ、配線端子Ｘ、Ｙのいずれか一方と電源端子Ｂ１、Ｂ２のいずれか一方との間は端子間接続片３３ｂによって接続されている。また、指令端子Ａ１、Ａ２間とグランド端子Ｅ１、Ｅ２間も相互に接続されている。配線端子Ｘ、Ｙ間には電流抑制抵抗５０が共締めで固定されており、電流抑制抵抗５０の抵抗値は、適用される始動用電動機７０の代表特性に応じて選択決定されるようになっている。なお、車載バッテリ１
０と始動用電動機７０の配置の関係に応じて始動制御ユニット２０Ｂの取り付けの向きを変更して取り付け足の位置を変更するようにした場合には、例えば配線端子Ｘは常に車載バッテリ１０の正端子に接続して端子間接続片３３ｂによって電源端子Ｂ１に給電し、電源端子Ｂ２と端子間接続配線４９ｂは廃止することができる。
【０１２６】
次に、前記のように構成された実施の形態３に係る始動制御ユニット２０Ｂの動作について図１３のタイムチャートに基づいて説明する。なお、図９及び図１０を参照しながら説明する。
【０１２７】
図１３（Ａ）は、始動指令スイッチ１２の閉路指令期間Ｔｓにおいて、論理レベルが「Ｈ」となる指令信号の状態を示している。始動指令スイッチ１２が閉路されると、図９、図１０で示すとおり、電磁シフトリレー６０の吸引コイル６２と保持コイル６３が付勢され、始動用電動機７０のピニオンギアがエンジンのリングギアと係合するように押し出し駆動されると共に、閉路応答遅延時間Ｔ１を置いて出力接点６１が閉路するようになっている。
【０１２８】
図１３（Ｂ）は、始動指令スイッチ１２が閉路したことに伴ってタイマ回路４０Ｂが計時動作を開始したことを示す始動信号の論理レベルを示している。
【０１２９】
図１３（Ｃ）は、点線が電磁シフトリレー６０の閉路応答時間Ｔ１の期間に対応した吸引コイル６２の付勢期間を示し、一点鎖線は閉路指令期間Ｔｓに対応した保持コイル６３の付勢期間を示し、実線は出力接点６１の閉路期間を示している。また、始動指令スイッチ１２が開路して保持コイル６３が消勢されると、電磁シフトリレー６０の開路応答時間ｔ１を置いて出力接点６１が開路する。なお、吸引コイル６２は、出力接点６１が閉路すると電流抑制抵抗５０と出力接点６１との直列回路によって短絡されるが、電流抑制抵抗５０の抵抗値は吸引コイル６２の抵抗値に比べて圧倒的に小さな値となっているため、吸引コイル６２は消勢され、保持コイル６３によって出力接点６１の閉路状態とピニオンギアの押し出し状態が維持されている。
【０１３０】
図１３（Ｄ）は、始動指令スイッチ１２が閉路してから遅延設定時間Ｔ０が経過した時点で導通するラッチトランジスタ９３ｂの導通状態を示している。ラッチトランジスタ９３ｂが導通すると、駆動補助トランジスタ４５ａが導通することによって駆動トランジスタ４６ａが導通駆動される。
【０１３１】
図１３（Ｅ）は、点線が短絡用リレー３０Ｂの励磁コイル３２Ｂの付勢期間を示しており、タイマ回路４０Ｂがタイムアップしてから始動指令スイッチ１２が開路されるまでの期間において付勢されている。励磁コイル３２Ｂが付勢されると、短絡用リレー３０Ｂの閉路応答時間Ｔ２ａを置いて常開の短絡接点３１Ｂが閉路動作し、励磁コイル３２Ｂが消勢されると、短絡用リレー３０Ｂの開路応答時間ｔ２ａを置いて短絡接点３１Ｂが開路復帰するようになっており、短絡接点３１Ｂの閉路状態が実線の論理「Ｈ」レベルで示されている。
【０１３２】
図１３（Ｆ）は、始動用電動機７０に流れる始動電流の波形を示しており、始動指令スイッチ１２が閉路すると始動用電動機７０には吸引コイル６２に対する付勢電流が流れ、やがて出力接点６１が閉路すると電流抑制抵抗５０を通して始動電流が急増し、始動用電動機７０の回転上昇に伴って始動電流は漸減する。短絡接点３１Ｂが閉路動作すると再び始動電流は急増し、更なる始動用電動機７０の回転上昇に伴って始動電流は漸減する。
【０１３３】
エンジンの自立回転に伴って始動指令スイッチ１２が開路されると、電磁シフトリレー６０の開路応答時間ｔ１（図１３Ｃ参照）を置いて出力接点６１が開路し、始動電流が遮
断されるようになっている。なお、始動指令スイッチ１２が開路された直後においては、出力接点６１はまだ閉路しているため、短絡接点３１Ｂと出力接点６１を介して吸引コイル６２から保持コイル６３に付勢電流が流れるが、この場合には吸引コイル６２と保持コイル６３の磁力が差動しているため、電磁シフトリレー６０は消勢復帰されることになる。
【０１３４】
もしも始動指令スイッチ１２から他の低抵抗負荷が駆動されていると、この負荷は保持コイル６３と並列接続されることになるため、吸引コイル６２に対する印加電圧が上昇すると共に、保持コイル６３への印加電圧が減少し、差動磁力のバランスが崩れて電磁シフトリレー６０が動作保持状態を継続する誤動作が発生する恐れがある。しかし、図９に示すこの実施形態の場合には、保持コイル６３と並列接続されるのは高抵抗のタイマ回路４０Ｂであって、励磁コイル３２Ｂが並列接続されていないため、電磁シフトリレー６０の開路誤動作が発生しないようになっている。
【０１３５】
これを可能にしているのは、励磁コイル３２Ｂを逆接保護素子４７Ｂと駆動トランジスタ４６ａを介して車載バッテリ１０に直接接続するようにしているためであるが、逆接保護素子４７Ｂと駆動トランジスタ４６ａには、図１３（Ｅ）の付勢期間Ｔｓ−Ｔ０において電流が流れ、これが始動制御ユニット２０Ｂの温度上昇の原因となる。この温度上昇を抑制するためには、図１０で前記とおり、逆接保護素子４７Ｂとしてトランジスタを使用することが有効である。
【０１３６】
また、励磁コイル３２Ｂに対する付勢期間において、短絡接点３１Ｂが閉路しているときには電流抑制抵抗５０に始動電流が流れないため、電流抑制抵抗５０の温度上昇が発生せず、電流抑制抵抗５０の発生熱がタイマ回路４０Ｂに伝熱してタイマ回路４０Ｂが加熱されない有利な形態となっている。
【０１３７】
一方、電流抑制抵抗５０による抑制通電期間は、図１３（Ｆ）で示すとおり、遅延設定時間Ｔ０から電磁シフトリレー６０の閉路応答遅延時間である第１の閉路応答時間Ｔ１と、短絡用リレー３０Ｂの閉路応答遅延時間である第２の閉路応答時間Ｔ２ａの差分を減じたものとなっている。このうち遅延設定時間Ｔ０は、電源電圧Ｖｂの変動の影響を受けないように略一定の値となるように制御されているが、第１及び第２の閉路応答時間Ｔ１、Ｔ２ａは、車載バッテリ１０からの給電電圧と反比例して変動する。しかし、変動時間は差分時間Ｔ１−Ｔ２ａとなって抑制通電期間に加算されるため、変動時間の影響が減殺されるようになっている。例えば、Ｔ１≒Ｔ２ａであれば、抑制通電期間は電源電圧の変動の影響を受けないことになるが、実際には第１の閉路応答時間Ｔ１の値は第２の閉路応答時間Ｔ２ａの値よりは若干大きな値となっており、減殺軽減された影響を受けることになる。
【０１３８】
以上の説明で明らかなとおり、実施の形態３に係る始動制御ユニット２０Ｂは、車載エンジンを始動する始動用電動機７０と車載バッテリ１０との間に接続されて始動用電動機７０の限流始動を行う始動制御ユニット２０Ｂであって、
始動制御ユニット２０Ｂは、始動用電動機７０に設けられた電磁シフトリレー６０の出力接点６１と直列接続される電流抑制抵抗５０と、当該電流抑制抵抗５０を短絡接点３１Ｂにより短絡する短絡用リレー３０Ｂと、始動指令スイッチ１２の動作に応動して始動電流が減少した所定時期に短絡接点３１Ｂを閉路するタイマ回路４０Ｂとを一体化して構成され、
電磁シフトリレー６０は、車載バッテリ１０から始動指令スイッチ１２を介して給電されるシフトコイル６４によって始動用電動機７０に設けられたピニオンギアを推進移動させ、エンジンのクランクシャフトに設けられたリングギアと前記ピニオンギアを係合させると共に、当該シフトコイル６４によって出力接点６１を閉路させる。
【０１３９】
短絡接点３１Ｂは、短絡用リレー３０Ｂの励磁コイル３２Ｂを付勢したことによって閉路する常開接点であると共に、励磁コイル３２Ｂは、始動指令スイッチ１２を経由しないで、電流抑制抵抗５０の一方の端子と逆接保護素子４７Ｂ、及び駆動トランジスタ４６ａを介して車載バッテリ１０から直接給電されている。
【０１４０】
逆接保護素子４７Ｂは、車載バッテリ１０が正常極性で接続されているときには励磁コイル３２Ｂへの給電は可能であるが、車載バッテリ１０が異常逆極性で接続されているときには励磁コイル３２Ｂへの給電を阻止するトランジスタ又はダイオードであり、
タイマ回路４０Ｂは、始動指令スイッチ１２が閉路したことによって車載バッテリ１０から給電され、所定の遅延設定時間Ｔ０を置いて駆動トランジスタ４６ａを導通駆動すると共に、遅延設定時間Ｔ０の値は、電磁シフトリレー６０が付勢されてから出力接点６１が閉路するまでの第１の閉路応答時間Ｔ１よりも長い時間となるように設定されている。
【０１４１】
電流抑制抵抗５０には、タイマ回路４０Ｂの遅延設定時間をＴ０とし、出力接点６１を閉路駆動するシフトコイル６４又は電磁シフトリレー６０が付勢されてから出力接点６１が閉路するまでの第１の閉路応答時間をＴ１とし、短絡用リレー３０Ｂが付勢されてから短絡接点３１Ｂが閉路するまでの第２の応答遅延時間をＴ２ａとしたときに、算式「Ｔ０＋Ｔ２ａ−Ｔ１」によって得られる時間帯において始動用電動機７０に対する抑制始動電流が流れるようになっている。
【０１４２】
このように、実施の形態３に係る始動制御ユニット２０Ｂは、始動指令スイッチ１２に応動する電磁シフトリレー６０の付勢開始後の所定期間において、始動用電動機７０に対して電流抑制抵抗５０を直列接続して限流始動を行うタイマ回路４０Ｂと、当該タイマ回路４０Ｂによって付勢制御される常開接点型の短絡用リレー３０Ｂとを備え、短絡用リレー３０Ｂは始動指令スイッチ１２を経由しないで、逆接保護素子４７Ｂと駆動トランジスタ６６ａとを介して車載バッテリ１０から直接給電されるようになっている。
【０１４３】
従って、短絡用リレー３０Ｂの励磁コイル３２Ｂに対する電源配線が不要であって、しかも始動指令スイッチ１２には短絡用リレー３０Ｂの付勢電流が流れないため、スイッチの電流容量を抑制して小型安価な始動指令スイッチ１２を使用することができる特徴がある。
【０１４４】
また、電磁シフトリレー６０のシフトコイル６４が吸引コイル６２と保持コイル６３を有するものにおいては、シフトコイル６４に対して短絡用リレー３０Ｂの励磁コイル３２Ｂが並列接続されていないため、始動指令スイッチ１２が開路されたときに電磁シフトリレー６０が誤動作せず、確実に開路動作を行うことができる特徴がある。
【０１４５】
また、電流抑制始動時間は、電源電圧の大小によって変動する電磁シフトリレー６０の閉路応答時間Ｔ１と短絡用リレー３０Ｂの閉路応答時間Ｔ２ａが互いに減殺しあって影響を受けることが少なくなり、タイマ回路４０Ｂの遅延設定時間Ｔ０が主要時間となって決定され、電源電圧の変動の影響が少なくなって安定した電流抑制始動時間が得られる特徴がある。
【０１４６】
また、車載バッテリ１０の電源電圧が低く、エンジンの始動が長引いた場合、電流抑制抵抗５０は短絡用リレー３０Ｂの短絡接点３１Ｂによって短絡されているため、電流抑制抵抗５０による発熱は停止している。また、短絡用リレー３０Ｂの励磁コイル３２Ｂへの電流は電源電圧が低いことによって比較的小さな値となっていることによって始動制御ユニット２０Ｂの過熱が抑制される。限流始動期間では電流抑制抵抗５０は発熱するが、励磁コイル３２Ｂには通電されないことによって集中発熱が回避されて始動制御ユニット２
０Ｂの過熱が抑制される特徴がある。
【０１４７】
更に、車載バッテリ１０の接続極性を誤った場合に短絡用リレー３０Ｂが継続付勢されて焼損する事故を防止することができる特徴がある。
【０１４８】
また、タイマ回路４０Ｂは、始動指令スイッチ１２の閉路動作に応動して車載バッテリ１０から給電される駆動電源電圧Ｖ０に比例した第１の比較電圧Ｖ１と、駆動電圧Ｖ０から充電抵抗４４ａを介して充電されるタイマコンデンサ４４ｂの漸増充電電圧である第２の比較電圧Ｖ２とを比較して、所定の遅延設定時間Ｔ０を置いて両者が一致したときにタイムアップ出力Ｔｕｐを発生して駆動トランジスタ４６ａを導通駆動し、
駆動電源電圧Ｖ０は、車載バッテリ１０から給電される電源電圧Ｖｂが一時的に急減した場合に駆動電源電圧Ｖ０が異常低下することを防止する電源コンデンサ４１ｂ及び定電圧ダイオード４８Ｂによって、変動電圧の全領域に対して安定化されている。
【０１４９】
このように、実施の形態３に係る始動制御ユニット２０Ｂは、タイマ回路４０Ｂが車載バッテリ１０から給電される安定化電源によって動作するようになっている。
【０１５０】
従って、電磁シフトリレー６０の出力接点６１が閉路した直後において車載バッテリ１０の電源電圧が一時的に急減しても、タイマ回路４０Ｂが誤動作しない特徴がある。なお、安定化電源を使用することによって電源電圧が高いときのタイマ回路４０Ｂの消費電力が増加するが、電源電圧が高いときの始動用電動機７０の始動運転時間の中に占める短絡用リレー３０Ｂの付勢時間は、常閉接点型の短絡用リレーに比べて短くなるため、逆接保護素子４７Ｂや駆動トランジスタ４６ａの消費電力が減少し、全体として発熱が抑制される特徴がある。
【０１５１】
タイマ回路４０Ｂは更に、第２の比較電圧Ｖ２が第１の比較電圧Ｖ１以上となった状態を記憶するラッチトランジスタ９３ｂを備えているので、短絡用リレー３０Ｂを駆動する駆動トランジスタ４６ａはラッチトランジスタ９３ｂによって動作状態を維持するようになっている。
【０１５２】
従って、短絡接点３１Ｂが閉路した時点で電源電圧が急減したり、始動指令スイッチ１２の瞬断が発生したりしても、一旦電流抑制抵抗５０が短絡されるとその状態を維持することができる特徴がある。これは前記実施の形態１におけるタイマ回路４０Ａの場合も同様であって、タイマ回路４０Ａの場合には短絡用リレー３０Ａを開路駆動する駆動トランジスタ４６ａはラッチトランジスタ４３ｂによって遮断状態を維持するようになっている。
【０１５３】
また、逆接保護素子であるトランジスタ４７ＢはＰチャネル型電界効果トランジスタを逆接続したものであって、当該トランジスタ４７Ｂは励磁コイル３２Ｂが付勢されるときには逆方向に導通駆動されており、車載バッテリ１０が正常極性で接続されているときには、トランジスタ４７Ｂのドレイン端子からソース端子の方向に励磁コイル３２Ｂの駆動電流が通電し、車載バッテリ１０が異常逆極性で接続されているときには、励磁コイル３２Ｂから駆動トランジスタ４６ａの内部寄生ダイオードを介して逆流しようとする電流がトランジスタ４７Ｂによって遮断されるようになっている。
【０１５４】
このように、実施の形態３に係る始動制御ユニット２０Ｂは、逆接保護素子４７ＢがＰチャネル型電界効果トランジスタを逆接続使用したものとなっており、当該トランジスタ４７Ｂのゲート端子電圧は短絡用リレー３０Ｂの駆動トランジスタ４６ａを通電駆動するための駆動補助トランジスタ４５ａの動作と連動して制御されるようになっている。
【０１５５】
従って、正常通電時における電圧降下が小さくて発熱が抑制されると共に、ゲート端子の駆動電圧は駆動トランジスタ４６ａが開路して短絡用リレー３０Ｂが消勢されているときには遮断されているため、車載バッテリ１０からの常時放電電流が発生しない特徴がある。なお、前記実施の形態１及び２の場合であっても、逆接保護素子４７ＡとしてＰチャネル型電界効果トランジスタを使用すれば、逆接保護素子４７Ａの発熱を抑制することができる。また、前記実施の形態２及び後述する実施の形態４の場合には、リレーコイルに対する逆接保護素子も同様である。
【０１５６】
実施の形態４．
次に、この発明の実施の形態４に係る始動制御ユニットについて説明する。図１４は、実施の形態４に係る始動制御ユニットの外部接続図である。以下、前記実施の形態３との相違点を中心に説明する。なお、各図において同一符号は同一又は相当部分を示している。
【０１５７】
図１４において、車載バッテリ１０の負端子は車体１１に接続され、正端子は始動指令スイッチ１２を介して始動制御ユニット２１Ｂに給電するようになっており、始動制御ユニット２１Ｂは、主として短絡リレー３０Ｂとタイマ回路９０Ｂによって構成され、電流抑制抵抗５０がアドオンされて一体化されている。電流抑制抵抗５０と電磁シフトリレー６５の出力接点６１とは直列接続され、車載バッテリ１０の正端子と始動用電動機７０との間に接続されている。
【０１５８】
始動指令スイッチ１２は、図示省略されているが、前記実施の形態１の場合と同様に、キースイッチである手動始動スイッチと、アイドルストップ後の再始動や寒冷時の遠隔暖機運転を行うための自動始動スイッチとが並列接続されており、指令端子Ａ１、Ａ２を介してタイマ回路９０Ｂへ給電すると共に、電磁シフトリレー６５のシフトコイル６６に給電するようになっている。なお、始動指令スイッチ１２は、後述する実施の形態６（図１７参照）の指令用電磁リレー１０５の出力接点１２を用いることも可能である。
【０１５９】
短絡用リレー３０Ｂは、常開接点である短絡接点３１Ｂを備え、励磁コイル３２Ｂを給電駆動することによって短絡接点３１Ｂが閉路するようになっており、配線端子Ｘ、Ｙを介して電流抑制抵抗５０に対して並列接続されている。励磁コイル３２Ｂは、タイマ回路９０Ｂの電源端子Ｂ１、Ｂ２から逆接保護素子４７Ｂと駆動トランジスタ４６ａと駆動端子Ｄとを介して給電されるようになっていると共に、電源端子Ｂ１、Ｂ２は、端子間接続配線４９ｂによって相互に接続されており、車載バッテリ１０に接続される配線端子Ｘと電源端子Ｂ１とは端子間接続片３３ｂによって接続されている。
【０１６０】
遅延タイマ回路部９０ｂは、始動指令スイッチ１２が閉路してから所定の遅延時間Ｔｄを置いてタイムアップ出力を発生して分割駆動トランジスタ９６ａを導通駆動し、逆接保護素子４７Ｂと分割駆動トランジスタ９６ａと駆動端子Ｆ２、Ｆ１を介してリレーコイル６７に給電するようになっている。
【０１６１】
これに対し始動タイマ回路部４０ｂは、遅延タイマ回路部９０ｂがタイムアップしてから所定の設定遅延時間Ｔ０を置いて駆動トランジスタ４６ａを導通駆動するようになっている。なお、逆接保護素子４７Ｂは、Ｐチャネル型電界効果形トランジスタを逆方向接続したものであり、ドレイン端子は電源端子Ｂ１に接続され、ソース端子は駆動トランジスタ４６ａと分割駆動トランジスタ９６ａのソース端子に接続されている。但し、逆接保護素子４７Ｂは、駆動トランジスタ４６ａと分割駆動トランジスタ９６ａとのそれぞれに分割して接続し、集中発熱を防止することもできる。
【０１６２】
電磁シフトリレー６５は、車載バッテリ１０から始動指令スイッチ１２を介して給電さ
れるシフトコイル６６を備え、当該シフトコイル６６に給電されると始動用電動機７０に設けられたピニオンギアを推進移動させ、エンジンのクランクシャフトに設けられたリングギアとピニオンギアを係合させるようになっている。
【０１６３】
シフトコイル６６は吸引動作と保持動作を行う第１コイル６６ａによって構成されているが、吸引補助のための第２コイル６６ｂを併用することもできる。しかし、第２コイル６６ｂを併用した場合、出力接点６１を閉路するためにリレーコイル６７が分離設置されており、リレーコイル６７を付勢して出力接点６１を閉路させると、始動用電動機７０と直列接続されている第２コイル６６ｂを短絡消勢するようになっている。
【０１６４】
この形式の電磁シフトリレー６５では、出力接点６１を閉路するためのリレーコイル６７とピニオンギアを押し出すためのシフトコイル６６が機構分離されているため、確実にシフト動作を行ってから出力接点６１を閉路することができる。シフトコイル６６を付勢してからリレーコイル６７を付勢するまでの遅延時間Ｔｄは、遅延タイマ回路部９０ｂで設定されており、遅延時間Ｔｄの値は車載バッテリ１０の電源電圧Ｖｂが低下しているときの最大シフト時間に対応した固定値であるか、又は電源電圧Ｖｂが高いときには遅延時間Ｔｄを漸減させる電圧補正が行われるようになっている。
【０１６５】
遅延タイマ回路部９０ｂの遅延時間Ｔｄが一定値である場合には、始動タイマ回路部４０ｂの設定時間をＴ０＋Ｔｄにしておくことによって、始動指令スイッチ１２が閉路した時点で始動タイマ回路部４０ｂに給電しても良いが、遅延タイマ回路部９０ｂの動作時間が電源電圧Ｖｂによって可変設定されている場合には、遅延タイマ回路部９０ｂがタイムアップした時点で給電することによって安定した遅延設定時間Ｔ０を得ることができるものである。
【０１６６】
なお、シフトコイル６６が始動用電動機７０と直列接続されている第２コイル６６ｂを有する場合には、リレーコイル６７に給電されて出力接点６１が閉路すると、第２コイル６６ｂの両端は電流抑制抵抗５０又は短絡用リレー３０Ｂの出力接点である短絡接点３１Ｂと始動指令スイッチ１２を介して短絡接続される。そして、電流抑制抵抗５０の抵抗値が第２コイル６６ｂの抵抗値に比べて圧倒的に小さな値となっているため、第２コイル６６ｂは消勢され、第１コイル６６ａによって電磁シフトリレー６５の動作状態が維持されるようになっている。しかし、始動指令スイッチ１２が開路されると、リレーコイル６７が消勢されて出力接点６１は単独で開路復帰し、第１コイル６６ａと第２コイル６６ｂは共に消勢されてピニオンギアが復帰するようになっている。
【０１６７】
次に、実施の形態４に係る始動制御ユニット２１Ｂの動作について図１５のタイムチャートに基づいて説明する。なお、図１４を参照しながら説明する。
【０１６８】
図１５（Ａ）は、始動指令スイッチ１２の閉路指令期間Ｔｓにおいて論理レベルが「Ｈ」となる指令信号の状態を示している。始動指令スイッチ１２が閉路されると、図１４で示すとおり電磁シフトリレー６５のシフトコイル６６が付勢され、始動用電動機７０のピニオンギアがエンジンのリングギアと係合するように押し出し駆動される。
【０１６９】
図１５（Ｂ）は、遅延時間Ｔｄを置いて遅延タイマ回路部９０ｂから付勢される電磁シフトリレー６５のリレーコイル６７の付勢期間を示し、リレーコイル６７の付勢開始に伴って始動タイマ回路部４０ｂが計時動作を開始する。
【０１７０】
図１５（Ｃ）は、電磁シフトリレー６５の閉路応答時間Ｔ１を置いて閉路する出力接点６１の閉路期間を示している。なお、始動指令スイッチ１２が開路してリレーコイル６７が消勢されると、電磁シフトリレー６５の開路応答時間ｔ１を置いて出力接点６１が開路
する。
【０１７１】
図１５（Ｄ）は、リレーコイル６７が付勢されてから遅延設定時間Ｔ０が経過した時点で導通するラッチトランジスタ９３ｂ（図１０参照）の導通状態を示している。ラッチトランジスタ９３ｂが導通すると、駆動補助トランジスタ４５ａが導通することによって駆動トランジスタ４６ａが導通駆動される。
【０１７２】
図１５（Ｅ）は、点線が短絡用リレー３０Ｂの励磁コイル３２Ｂの付勢期間を示しており、始動タイマ回路部４０ｂがタイムアップしてから始動指令スイッチ１２が開路されるまでの期間において付勢されている。励磁コイル３２Ｂが付勢されると短絡用リレー３０Ｂの閉路応答時間Ｔ２ａを置いて常開の短絡接点３１Ｂが閉路動作し、励磁コイル３２Ｂが消勢されると短絡用リレー３０Ｂの開路応答時間ｔ２ａを置いて短絡接点３１Ｂが開路復帰するようになっており、短絡接点３１Ｂの閉路状態が実線の論理「Ｈ」レベルで示されている。
【０１７３】
図１５（Ｆ）は、始動用電動機７０に流れる始動電流の波形を示しており、始動指令スイッチ１２が閉路して、遅延時間Ｔｄと閉路応答時間Ｔ１が経過し、出力接点６１が閉路すると電流抑制抵抗５０を通して始動電流が急増し、始動用電動機７０の回転上昇に伴って始動電流は漸減する。短絡接点３１Ｂが閉路動作すると再び始動電流は急増し、更なる始動用電動機７０の回転上昇に伴って始動電流は漸減する。
【０１７４】
エンジンの自立回転に伴って始動指令スイッチ１２が開路されると、電磁シフトリレー６５の開路応答時間ｔ１（図１５Ｃ参照）を置いて出力接点６１が開路して、始動電流が遮断されるようになっている。
【０１７５】
なお、逆接保護素子４７Ｂと駆動トランジスタ４６ａには、図１５（Ｅ）の付勢期間Ｔｓ−Ｔ０−Ｔｄにおいて励磁コイル３２Ｂに対する励磁電流が流れ、これが始動制御ユニット２１Ｂの温度上昇の原因となる。この温度上昇を抑制するためには、前記実施の形態３（図１０参照）のとおり、逆接保護素子４７Ｂとしてトランジスタを使用することが有効である。
【０１７６】
また、励磁コイル３２Ｂに対する付勢期間において短絡接点３１Ｂが閉路しているときには、電流抑制抵抗５０に始動電流が流れないため、電流抑制抵抗５０の温度上昇が発生せず、電流抑制抵抗５０の発生熱がタイマ回路４０Ｂに伝熱してタイマ回路４０Ｂが加熱されない有利な形態となっている。
【０１７７】
一方、電流抑制抵抗５０による抑制通電期間は、図１５（Ｆ）で示すとおり、遅延設定時間Ｔ０から電磁シフトリレー６５の閉路応答遅延時間である第１の閉路応答時間Ｔ１と短絡用リレー３０Ｂの閉路応答遅延時間である第２の閉路応答時間Ｔ２ａの差分を減じたものとなっている。このうち遅延設定時間Ｔ０は、電源電圧Ｖｂの変動の影響を受けないように略一定の値となるように制御されているが、第１及び第２の閉路応答時間Ｔ１、Ｔ２ａは車載バッテリ１０からの給電電圧と反比例して変動する。しかし、変動時間は差分時間Ｔ１−Ｔ２ａとなって抑制通電期間に加算されるため、変動時間の影響が減殺されるようになっている。
【０１７８】
電磁シフトリレーが出力接点６１を閉路するためのリレーコイル６７を持たず、シフトコイルによるピニオンギアの押し出し動作と連動する形式のものではＴ１＞Ｔ２ａとなっているが、分離されたリレーコイル６７を有する場合にはＴ１≒Ｔ２ａの関係が得られ、抑制通電期間は電源電圧の変動の影響を殆ど受けないようにすることができる。
【０１７９】
以上の説明で明らかなとおり、実施の形態４に係る始動制御ユニット２１Ｂは、車載エンジンを始動する始動用電動機７０と車載バッテリ１０との間に接続されて始動用電動機７０の限流始動を行う始動制御ユニット２１Ｂであって、
始動制御ユニット２１Ｂは、始動用電動機７０に設けられた電磁シフトリレー６５の出力接点６１と直列接続される電流抑制抵抗５０と、当該電流抑制抵抗５０を短絡接点３１Ｂにより短絡する短絡用リレー３０Ｂと、始動指令スイッチ１２の動作に応動して始動電流が減少した所定時期に短絡接点３１Ｂを閉路するタイマ回路９０Ｂとを一体化して構成され、
電磁シフトリレー６５は、車載バッテリ１０から始動指令スイッチ１２を介して給電されるシフトコイル６６によって始動用電動機７０に設けられたピニオンギアを推進移動させ、エンジンのクランクシャフトに設けられたリングギアと前記ピニオンギアを係合させると共に、当該シフトコイル６６と分割設置されたリレーコイル６７によって出力接点６１を閉路させる。
【０１８０】
短絡接点３１Ｂは、短絡用リレー３０Ｂの励磁コイル３２Ｂを付勢することによって閉路する常開接点であると共に、励磁コイル３２Ｂは、始動指令スイッチ１２を経由しないで、電流抑制抵抗５０の一方の端子と逆接保護素子４７Ｂと駆動トランジスタ４６ａとを介して車載バッテリ１０から直接給電されている。
【０１８１】
逆接保護素子４７Ｂは、車載バッテリ１０が正常極性で接続されているときには励磁コイル３２Ｂへの給電は可能であるが、車載バッテリ１０が異常逆極性で接続されているときには励磁コイル３２Ｂへの給電を阻止するトランジスタ又はダイオードである。
【０１８２】
タイマ回路９０Ｂは、始動指令スイッチ１２が閉路して、リレーコイル６７に対する給電が行われた時点で計時動作を開始して、所定の遅延設定時間Ｔ０を置いて駆動トランジスタ４６ａを導通駆動すると共に、遅延設定時間Ｔ０の値は、リレーコイル６７が付勢されてから出力接点６１が閉路するまでの第１の閉路応答時間Ｔ１よりも長い時間となるように設定されており、
電流抑制抵抗５０には、タイマ回路９０Ｂの遅延設定時間をＴ０とし、出力接点６１を閉路駆動するリレーコイル６７が付勢されてから出力接点６１が閉路するまでの第１の閉路応答時間をＴ１とし、短絡用リレー３０Ｂが付勢されてから短絡接点３１Ｂが閉路するまでの第２の応答遅延時間をＴ２ａとしたときに、算式「Ｔ０＋Ｔ２ａ−Ｔ１」によって得られる時間帯において始動用電動機７０に対する抑制始動電流が流れるようになっている。
【０１８３】
また、電磁シフトリレー６５は、車載バッテリ１０から始動指令スイッチ１２を介して給電されるシフトコイル６６によって始動用電動機７０に設けられたピニオンギアを推進移動させ、エンジンのクランクシャフトに設けられたリングギアと前記ピニオンギアを係合させると共に、当該シフトコイル６６と分割設置されたリレーコイル６７を分離駆動することによって出力接点６１を閉路させ、
リレーコイル６７は、シフトコイル６６に給電されてからタイマ回路９０Ｂ内に設けられた遅延タイマ回路部９０ｂによって設定された所定の遅延時間Ｔｄを置いて給電駆動され、
遅延時間Ｔｄは、車載バッテリ１０の電源電圧Ｖｂが低下しているときの最大シフト時間に対応した固定値であるか、又は電源電圧Ｖｂが高いときには遅延時間Ｔｄを漸減させる電圧補正が行われている。
【０１８４】
また、短絡接点３１Ｂは、短絡用リレー３０Ｂの励磁コイル３２Ｂを付勢したことによって閉路する常開接点であると共に、
タイマ回路９０Ｂ内に設けられた始動タイマ回路部４０ｂは、リレーコイル６７が付勢
された時点において計時動作を開始し、
励磁コイル３２Ｂとリレーコイル６７は始動指令スイッチ１２を経由しないで、電流抑制抵抗５０の一方の端子と逆接保護素子４７Ｂとそれぞれの駆動トランジスタ４６ａと分割駆動トランジスタ９６ａとを介して車載バッテリ１０から直接給電され、
逆接保護素子４７Ｂは、車載バッテリ１０が正常極性で接続されているときには励磁コイル３２Ｂとリレーコイル６７への給電は可能であるが、車載バッテリ１０が異常逆極性で接続されているときには励磁コイル３２Ｂとリレーコイル６７への給電を阻止するトランジスタ又はダイオードとなっている。
【０１８５】
更に、短絡接点３１Ｂは、短絡用リレー３０Ｂの励磁コイル３２Ｂを付勢したときに閉路する常開接点であり、
始動タイマ回路部４０ｂは、リレーコイル６７が付勢された時点において計時動作を開始して、所定の遅延設定時間Ｔ０を置いてタイムアップするか、又はシフトコイル６６が付勢された時点において計時動作を開始するが、当該始動タイマ回路部４０ｂは、遅延時間Ｔｄと遅延設定時間Ｔ０を加算した設定時間を置いてタイムアップし、励磁コイル３２Ｂを付勢するようになっている。
【０１８６】
このように、実施の形態４に係る始動制御ユニット２１Ｂは、始動タイマ回路部４０ｂが、電磁シフトリレー６５の出力接点６１を分割駆動するリレーコイル６７が付勢されてから遅延設定時間Ｔ０を置いてタイムアップして短絡用リレー３０Ｂを付勢するようになっている。
【０１８７】
従って、電源電圧の変動によって動作時間が変化するピニオンギアのシフト所要時間の影響が除外され、電流抑制抵抗に電流が流れている限流始動時間としては、遅延設定時間Ｔ０−（電磁シフトリレーのリレーコイルが付勢されてから出力接点が閉路するまでの第１の閉路応答時間Ｔ１）−（短絡用リレーの励磁コイルが付勢されてから短絡接点が閉路するまでの第２の閉路応答時間Ｔ２）となり、第１の閉路応答時間Ｔ１と第２の閉路応答時間Ｔ２は互いに減殺するため、電源電圧の変動によって閉路応答が変化しても限流始動時間に及ぼす影響は小さくなる特徴がある。特に、ピニオンギアのシフト動作をシフトコイルによって分離したことによって、電磁シフトリレーによる出力接点の閉路応答時間は、同じ始動電流を扱う短絡リレーによる短絡接点の閉路応答時間と近似したものとなる特徴がある。
【０１８８】
実施の形態５．
前記実施の形態１〜４においては、始動指令スイッチとして手動始動スイッチと自動始動スイッチとを並列接続した始動制御ユニットについて説明したが、始動指令スイッチとして指令用電磁リレーを使用し、この指令用電磁リレーをマイクロプロセッサの出力によって制御するようにすることも可能である。以下、実施の形態５として始動制御ユニットに対する始動指令信号発生装置の構成と作用動作について詳細に説明する。
【０１８９】
図１６は、この発明の実施の形態５に係る始動指令信号発生装置の全体回路図である。図１６において、エンジン制御装置である始動指令信号発生装置１００Ｘには、車載バッテリ１０が電源リレー１０２の出力接点１０２ａを介して接続されており、電源リレー１０２の励磁コイル１０２ｂは、後述する駆動トランジスタ１２１によって駆動されるようになっている。そして、始動指令信号発生装置１００Ｘに接続された電源スイッチ１０１は、操作キーの第１、第２、及び第３回動位置で閉路し、手動始動スイッチ１０３は、第３回動位置で閉路するようになっている。
【０１９０】
始動用電動機７０は、電磁シフトリレー６０の出力接点６１と始動制御ユニット２０（実施の形態１の始動制御ユニット２０Ａ又は実施の形態３の始動制御ユニット２０Ｂに相当）を介して車載バッテリ１０から給電され、図示しない電磁押し出し機構によってエンジンのリングギアに係合してエンジンを回転駆動する。電磁シフトリレー６０のシフトコイル６４は、指令用電磁リレー１０５の出力接点１２を介して給電付勢されるようになっている。
【０１９１】
始動制御ユニット２０は、前記実施の形態１の始動制御ユニット２０Ａ又は実施の形態３の２０Ｂを代表するものとなっている。各種入力センサ１０７は、後述するマイクロプロセッサ１１０に対して図示しないインタフェース回路を介してセンサ出力を入力するもので、例えばエンジンの吸気量を測定するエアフロセンサ、アクセルペダルの踏み込み度合いを検出するアクセルポジションセンサ、スロットル弁開度を検出するスロットルポジションセンサ、エンジンのクランク角センサ等のエンジンに対する指令状態やエンジンの運転状況を監視する各種センサとなっている。また、各種電気負荷１０８は、マイクロプロセッサ１１０から図示しないインタフェース回路を介して給電駆動され、例えば燃料噴射弁の駆動用電磁コイル、エンジンの点火コイル（エンジン形式がガソリンエンジンの場合）、吸気スロットルの弁開度制御用モータ、排気循環弁の駆動用モータ、エアコン用の電磁クラッチ、警報・表示器などがある。
【０１９２】
始動指令信号発生装置１００Ｘの内部構成として、マイクロプロセッサ１１０は、例えば不揮発フラッシュメモリであるプログラムメモリ１１１Ｘ、演算処理用のＲＡＭメモリ１１２と協働するように互いにバス接続されている。プログラムメモリ１１１Ｘには、エンジン制御装置としての入出力制御プログラムに加えてアイドルストップの要否を判定したり、アイドルストップ後の再始動の要否を判定したりして自動始動指令信号ＳＴＤを発生するための自動始動信号発生手段となる制御プログラムや、キースイッチに設けられた暗証コードが照合用の固有コードデータと不一致であるときに始動禁止指令信号ＳＴＰを発生する始動禁止手段となる制御プログラムが格納されている。
【０１９３】
制御電源ユニット１２０は、電源リレー１０２の出力接点１０２ａから給電され、車載バッテリ１０の電源電圧をもとにして制御電圧Ｖｃｃ（＝５Ｖ）を発生し、マイクロプロセッサ１１０を初めとする各部に安定化電圧を供給するようになっている。
【０１９４】
励磁コイル１０２ｂを付勢する駆動トランジスタ１２１は、電源スイッチ１０１から互いに直列接続された駆動抵抗１２２ａ、１２２ｂ、及びダイオード１２３を介してベース電流が供給されて導通し、電源リレー１０２の出力接点１０２ａを閉路するようになっている。なお、出力接点１０２ａが閉路して制御電源ユニット１２０に給電されたことによってマイクロプロセッサ１１０が動作を開始すると、マイクロプロセッサ１１０が発生する自己保持駆動指令ＤＲ１から自己保持駆動抵抗１２４、ダイオード１２５を介して駆動トランジスタ１２１のベース電流が供給され、その後は電源スイッチ１０１が開路しても電源リレー１０２は付勢動作を継続し、マイクロプロセッサ１１０が自己保持駆動指令ＤＲ１を停止することによって電源リレー１０２が消勢されるようになっている。
【０１９５】
反転論理素子１２６は、駆動抵抗１２２ａ、１２２ｂの接続点の電位の大／小、即ち電源スイッチ１０１のＯＮ／ＯＦＦに応じて論理レベル「Ｌ」／「Ｈ」となる電源投入モニタ信号ＰＷＳを発生して、マイクロプロセッサ１１０に入力するようになっている。
【０１９６】
電源リレー１０２の出力接点１０２ａから逆接保護素子１３５を介して給電される直列開閉素子１３０ａは、インターロックスイッチ１０６を介して指令用電磁リレー１０５の励磁コイル１０５ｃに接続されている。なお、インターロックスイッチ１０６は、変速機の選択位置が駐車位置であるか、又はニュートラル位置であることによって閉路するようになっている。
【０１９７】
Ｐチャネル型電界効果トランジスタである直列開閉素子１３０ａのドレイン端子とゲート端子間には、サージ吸収用ダイオード１３１ａが接続され、ソース端子とゲート端子間には、分圧抵抗１３２ａが接続されている。直列開閉素子１３０ａのゲート端子は、導通駆動抵抗１３３ａと導通駆動トランジスタ１３４ａを介してグランド回路に接続されている。導通駆動トランジスタ１３４ａは、手動始動スイッチ１０３から互いに直列接続された始動抵抗１４０ａ、１４０ｂ、及びダイオード１４０ｃを介してベース電流が供給されて導通し、直列開閉素子１３０ａを介して指令用電磁リレー１０５を付勢するようになっている。また、始動抵抗１４０ａ、１４０ｂとダイオード１４０ｃを構成する直接始動回路１４１は、マイクロプロセッサ１１０が不作動であっても手動始動スイッチ１０３から導通駆動トランジスタ１３４ａを介して直列開閉素子１３０ａを導通させることができるようになっている。
【０１９８】
安定抵抗１４２は、ＮＰＮ型トランジスタである導通駆動トランジスタ１３４ａのベース端子とエミッタ端子間に接続されている。反転論理素子１４３は、直接始動抵抗１４０ａ、１４０ｂの接続点の電位の大／小、即ち手動始動スイッチ１０３のＯＮ／ＯＦＦに応じて論理レベル「Ｌ」／「Ｈ」となる始動指令監視信号ＳＴＳを発生し、マイクロプロセッサ１１０に入力するようになっている。
【０１９９】
導通駆動トランジスタ１３４ａのベース端子とエミッタ端子間に接続された禁止トランジスタ１４４ａは、マイクロプロセッサ１１０が発生する導通禁止指令出力ＳＴＰからベース抵抗１４５を介して駆動され、暗証コードが不一致であったり、エンジンが自立回転中であれば、禁止トランジスタ１４４ａが導通することによって導通駆動トランジスタ１３４ａを不導通にし、指令用電磁リレー１０５を消勢するようになっている。なお、マイクロプロセッサ１１０が不作動状態にあるときには、プルダウン抵抗１４６ａによって禁止トランジスタ１４４ａが不導通となっている。
【０２００】
自動始動指令信号ＳＴＤは、例えばマイクロプロセッサ１１０に対して図示しない遠隔始動装置の受信回路がシリアル接続されており、当該受信回路からエンジン始動指令を受け取った場合、或いはアイドルストップ後の自動始動運転を行うときに論理レベル「Ｈ」の出力信号を発生し、駆動抵抗１５４とダイオード１５５を介して導通駆動トランジスタ１３４ａのベース電流を供給する。その結果、直列開閉素子１３０ａが導通して指令用電磁リレー１０５が付勢され、始動用電動機７０が回転駆動されるようになっている。
【０２０１】
なお、過放電状態の車載バッテリ１０の出力電圧が始動用電動機７０の始動電流によって異常低下し、始動指令信号発生装置１００Ｘのマイクロプロセッサ１１０が不作動となっても、導通駆動トランジスタ１３４ａは、手動始動スイッチ１０３から互いに直列接続された直接始動抵抗１４０ａ、１４０ｂ、ダイオード１４０ｃを介してベース電流が供給されて導通し、直列開閉素子１３０ａを介して指令用電磁リレー１０５を付勢するようになっている。
【０２０２】
エンジン回転速度の上昇に伴って始動電流が減少し、マイクロプロセッサ１１０が動作を開始すると、暗証コードが不一致であれば始動禁止指令信号ＳＴＰを発生してエンジンの始動を禁止すると共に、エンジンが既に自立回転していれば燃料噴射や点火制御を停止してエンジンを停止するようになっている。
【０２０３】
アイドルストップ運転や遠隔始動運転は、車載バッテリ１０が過放電状態であるときには無効とされ、マイクロプロセッサ１１０の制御動作に基づく自動始動指令信号ＳＴＤによって指令用電磁リレー１０５を作動させ、エンジンの始動指令を指令用電磁リレー１０５の出力接点１２に一元化することができるようになっている。従って、比較的大電流が流れる電磁シフトリレー６０の駆動電流を指令用電磁リレー１０５の出力接点である始動指令スイッチ１２に集約することができる。
【０２０４】
また、指令用電磁リレー１０５の動作応答時間が電源電圧の影響によって変動しても、電磁シフトリレー６０に対する付勢開始と始動制御ユニット２０内のタイマ回路に対する指令は、出力接点１２の閉路と同時に行われるため、限流始動制御時間には影響しない特徴がある。
【０２０５】
以上の説明では、始動指令信号発生装置１００Ｘは、直列開閉素子１３０ａを介して指令用電磁リレー１０５を駆動して、その出力接点である始動指令スイッチ１２を閉路するようにしたが、直列開閉素子１３０ａの電流定格を大きくして始動指令スイッチ１２としてそのまま使用し、指令用電磁リレー１０５を廃止することも可能である。
【０２０６】
また、インターロックスイッチ１０６は、図示位置から直接始動回路１４１の下流位置に変更し、アイドルストップ後の自動始動指令信号ＳＴＤによるエンジンの始動は、変速機がドライブ位置であってもブレーキペダルが復帰したことによって始動可能なように変更することもできる。
【０２０７】
以上の説明で明らかなとおり、実施の形態５に係る始動指令信号発生装置１００Ｘは、始動制御ユニット２０に対する始動指令信号発生装置１００Ｘであって、
始動指令スイッチ１２は、少なくとも燃料噴射制御機能を包含した始動指令信号発生装置１００Ｘの制御出力に応動する指令用開閉素子として機能する直列開閉素子１３０ａであるか、当該直列開閉素子１３０ａによって付勢制御される指令用電磁リレー１０５の出力接点であり、
始動指令信号発生装置１００Ｘには、少なくともアイドルストップ運転を行うか否か、或いは無線電波による遠隔始動を行うか否かを決定するモードスイッチ信号と、アイドルストップを実行するエンジン停止要件と、遠隔始動要件又はアイドルストップ後の再始動要件を判定するための複数の入力センサ１０７と、手動始動スイッチ１０３とが入力信号として接続されるマイクロプロセッサ１１０とを有する共に、指令用開閉素子となる直列開閉素子１３０ａを備え、
前記エンジン停止要件と遠隔始動要件と再始動要件は、少なくとも車載バッテリ１０の電源電圧が所定値以上であることの要件を包含し、
マイクロプロセッサ１１０は、アイドルストップ後のエンジン始動又は遠隔始動を行うときには、自動始動指令信号ＳＴＤを発生して直列開閉素子１３０ａを導通駆動し、
直列開閉素子１３０ａは、手動始動スイッチ１０３が閉路しているときには、車載バッテリ１０の異常電圧低下によってマイクロプロセッサ１１０が不作動であっても導通状態を維持する直接始動回路１４１を備えている。
【０２０８】
このように、実施の形態５に係る始動指令信号発生装置１００Ｘは、手動操作によるエンジンの直接始動と、マイクロプロセッサ１１０の自動始動指令信号ＳＴＤに基づくアイドルストップ後のエンジン始動又は遠隔始動による自動始動を含む複数の始動指令とを１個の指令用電磁リレー１０５の出力接点又は指令用開閉素子として機能する直列開閉素子１３０ａに集約して始動指令スイッチとして使用するようになっており、手動操作によるエンジンの始動は、マイクロプロセッサ１１０が不作動であっても有効となるようになっている。
【０２０９】
従って、マイクロプロセッサ１１０が自動始動指令信号ＳＴＤを発生し、始動用電動機７０に流れる始動電流によって車載バッテリ１０の電源電圧が一時的に異常低下して、もしもマイクロプロセッサ１１０が不作動になり自動始動指令信号ＳＴＤが消滅し、始動用電動機７０が動作を停止するようなバッテリの能力が低下している状態が発生したとしても、手動操作によって手動始動スイッチ１０３を押し続けることで始動用電動機７０の動
作を継続させることができる特徴がある。
【０２１０】
手動操作で始動用電動機７０の動作を継続させた場合で車載バッテリ１０にエンジン自立回転に必要な電力供給能力があれば、始動用電動機７０の回転は上昇し、始動用電動機７０の回転上昇に伴って始動電流が減少するため、これにより電源電圧が回復してマイクロプロセッサ１１０は動作を開始し、エンジンの自立回転が可能になる。
【０２１１】
また、電磁シフトリレー６０を駆動するために、比較的大電流が流れる始動指令スイッチを一個の指令用電磁リレー１０５又は直列開閉素子１３０ａによって代表することができる特徴がある。
【０２１２】
更に、指令用電磁リレー１０５の閉路応答遅延時間が電源電圧によって変動しても、電流抑制始動時間に影響を及ぼさない特徴がある。
【０２１３】
また、マイクロプロセッサ１１０は、回転中のエンジンに対する誤った再始動の防止又は手動始動スイッチ１０３に設けられた暗証番号が不適当である場合に、エンジンの始動を禁止する始動禁止指令信号ＳＴＰを発生する。始動禁止指令信号ＳＴＰが発生すると始動指令信号発生装置１００Ｘに設けられた始動禁止トランジスタ１４４ａが導通駆動され、当該始動禁止トランジスタ１４４ａが導通したことによって直列開閉素子１３０ａの導通が禁止される。始動禁止トランジスタ１４４ａは、始動禁止指令信号ＳＴＰが発生していないとき、又はマイクロプロセッサ１１０が不作動であるときには、プルダウン抵抗１４６ａによって導通遮断されている。
【０２１４】
このように、実施の形態５に係る始動指令信号発生装置１００Ｘは、マイクロプロセッサ１１０が始動禁止指令信号ＳＴＰを発生すると、始動禁止トランジスタ１４４ａが導通して指令用電磁リレー１０５を駆動する直列開閉素子１３０ａの導通が禁止されるが、マイクロプロセッサ１１０が始動禁止指令信号ＳＴＰを発生していないとき、又はマイクロプロセッサ１１０が不作動であるときには、始動禁止トランジスタ１４４ａは不導通となり、手動始動スイッチ１０３が閉路しておれば直列開閉素子１３０ａが導通して指令用電磁リレー１０５が動作するようになっている。
【０２１５】
従って、始動用電動機７０に流れる始動電流によって車載バッテリ１０の電源電圧が一時的に異常低下してマイクロプロセッサ１１０が不作動になっても、手動始動スイッチ１０３によるエンジン始動が可能であると共に、エンジン回転の上昇に伴って始動電流が減少して電源電圧が回復することによってマイクロプロセッサ１１０が動作を開始した場合には、不適切なエンジン始動を禁止することができる特徴がある。
【０２１６】
実施の形態６．
次に、この発明の実施の形態６に係る始動指令信号発生装置について説明する。図１７は、実施の形態６に係る始動指令信号発生装置の全体回路図である。以下、前記実施の形態５との相違点を中心にその構成と作用動作を詳細に説明する。なお、各図において同一符号は同一又は相当部分を示している。
【０２１７】
図１７において、エンジン制御装置である始動指令信号発生装置１００Ｙは、プログラムメモリ１１１Ｙと協働するマイクロプロセッサ１１０を中心として構成されており、前記実施の形態５に係る始動指令信号発生装置１００Ｘの直列開閉素子１３０ａ（図１６参照）から始動禁止トランジスタ１４４ａ（図１６参照）に至る一連の回路を包含した直列開閉回路１５０を備えている。この直列開閉回路１５０は、電源リレー１０２の出力接点１０２ａから逆接保護素子１３５を介して給電され、直接始動回路１４１からの指令信号、及び自動始動指令信号ＳＴＤ、始動禁止指令信号ＳＴＰからの指令信号に応動して指令用電磁リレー１０５の指令コイル１０５ｃを付勢制御する。
【０２１８】
始動指令信号発生装置１００Ｙの外部には、前記実施の形態５と同様に電源スイッチ１０１、電源リレー１０２、手動始動スイッチ１０３、指令用電磁リレー１０５、入力センサ群１０７、電気負荷群１０８が接続されている。但し、始動用電動機７０は、電磁シフトリレー６５の出力接点６１と始動制御ユニット２１（実施の形態２の始動制御ユニット２１Ａ又は実施の形態４の始動制御ユニット２１Ｂに相当）を介して車載バッテリ１０から給電され、図示しない電磁押し出し機構によってエンジンのリングギアに係合してエンジンを回転駆動する。なお、電磁シフトリレー６５のシフトコイル６６は、指令用電磁リレー１０５の出力接点１２を介して給電付勢されるようになっている。
【０２１９】
始動制御ユニット２１は、前記実施の形態２の始動制御ユニット２１Ａ又は実施の形態４の始動制御ユニット２１Ｂを代表するものとなっており、始動指令スイッチ１２が閉路してから遅延時間Ｔｄを置いて駆動端子Ｆ１からリレーコイル６７に対する駆動信号を発生する。従って、前記実施の形態５に比べると、実施の形態５の始動制御ユニット２０と電磁シフトリレー６０が、始動制御ユニット２１と電磁シフトリレー６５に置き換えられたのみであり、始動指令信号発生装置１００Ｙは、始動指令信号発生装置１００Ｘと同様に指令用電磁リレー１０５の出力接点１２によって始動指令信号を発生すれば良いようになっている。
【０２２０】
従って、前記実施の形態５に係る始動指令信号発生装置１００Ｘと同様に、電磁シフトリレー６５を駆動するために比較的大電流が流れる始動指令スイッチ１２を一個の指令用電磁リレー１０５によって代表することができる特徴がある。
【０２２１】
また、指令用電磁リレー１０５の閉路応答遅延時間が電源電圧によって変動しても、電流抑制始動時間に影響を及ぼさない特徴がある。
【０２２２】
更に、始動用電動機７０に流れる始動電流によって車載バッテリ１０の電源電圧が一時的に異常低下してマイクロプロセッサ１１０が不作動になっても、手動始動スイッチ１０３によるエンジン始動が可能であると共に、エンジン回転の上昇に伴って始動電流が減少して電源電圧が回復することによってマイクロプロセッサ１１０が動作を開始した場合には、不適切なエンジン始動を禁止することができる特徴がある。
【０２２３】
また、分離設置された指令コイル１０５ｃに対して遅延給電を行う遅延タイマ回路部が、始動制御ユニット２１内のハードウェアによって構成されているため、車載バッテリ１０の電源電圧が異常低下しても指令コイル１０５ｃに対する遅延駆動を行うことができる特徴がある。
【０２２４】
実施の形態７．
次に、この発明の実施の形態７に係る始動指令信号発生装置について説明する。図１８は、実施の形態７に係る始動指令信号発生装置の全体回路図である。以下、前記実施の形態５との相違点を中心にその構成と作用動作を詳細に説明する。なお、各図において同一符号は同一又は相当部分を示している。
【０２２５】
図１８において、エンジン制御装置である始動指令信号発生装置１００Ｚは、プログラムメモリ１１１Ｚと協働するマイクロプロセッサ１１０を中心として構成されており、前記実施の形態５に係る始動指令信号発生装置１００Ｘの直列開閉素子１３０ａ（図１６参照）から始動禁止トランジスタ１４４ａ（図１６参照）に至る一連の回路を包含した直列開閉回路１５０を備えている。この直列開閉回路１５０は、電源リレー１０２の出力接点１０２ａから逆接保護素子１３５を介して給電され、直接始動回路１４１からの指令信号
、及び自動始動指令信号ＳＴＤ、始動禁止指令信号ＳＴＰからの指令信号に応動して指令用電磁リレー１０５の指令コイル１０５ｃを付勢制御する。
【０２２６】
始動指令信号発生装置１００Ｚの外部には、前記実施の形態５（図１６参照）の場合と同様に電源スイッチ１０１、電源リレー１０２、手動始動スイッチ１０３、指令用電磁リレー１０５、入力センサ群１０７、電気負荷群１０８が接続されている。但し、始動用電動機７０は電磁シフトリレー６５の出力接点６１と始動制御ユニット２０（２０Ａ又は２０Ｂに相当）を介して車載バッテリ１０から給電され、図示しない電磁押し出し機構によってエンジンのリングギアに係合してエンジンを回転駆動する。但し、電磁シフトリレー６５のシフトコイル６６は、指令用電磁リレー１０５の出力接点１２を介して給電付勢されるようになっている。
【０２２７】
始動制御ユニット２０は、前記実施の形態１の始動制御ユニット２０Ａ又は実施の形態３の始動制御ユニット２０Ｂを代表するものとなっているが、電磁シフトリレー６５のリレーコイル６７に対する駆動信号を発生するようにはなっていない。これに代わるものとして、始動指令信号発生装置１００Ｚは、マイクロプロセッサ１１０が発生する遅延付勢許可信号ＳＴＴと、後述する付勢許可記憶回路１６０から直列開閉素子１３０ｂに至る一連の回路によって補助指令信号ＡＳＧを発生して、リレーコイル６７を付勢するようになっている。
【０２２８】
電源リレー１０２の出力接点１０２ａから逆接保護素子１３５を介して給電される直列開閉素子１３０ｂは、リレーコイル６７に接続されると共に、始動制御ユニット２０の指令端子Ａ１に接続されている。また、Ｐチャネル型電界効果トランジスタである直列開閉素子１３０ｂのドレイン端子とゲート端子間には、サージ吸収用ダイオード１３１ｂが接続され、ソース端子とゲート端子間には、分圧抵抗１３２ｂが接続されている。そして、直列開閉素子１３０ｂのゲート端子は、導通駆動抵抗１３３ｂと導通駆動トランジスタ１３４ｂを介してグランド回路に接続されている。
【０２２９】
付勢許可記憶回路１６０を構成するＰＮＰ型の記憶用トランジスタ１６１とＮＰＮ型の導通駆動トランジスタ１３４ｂのベース端子及びコレクタ端子は、ベース抵抗１６２、１６４を介して相互に接続され、ベース端子とエミッタ端子間には、開路安定抵抗１６３、１６６が接続されている。
【０２３０】
次に、実施の形態７に係る始動指令信号発生装置１００Ｚと始動制御ユニット２０を用いた始動用電動機７０の始動制御について詳細に説明する。
【０２３１】
図１８において、電源スイッチ１０１を閉路すると駆動トランジスタ１２１が導通して電源リレー１０２の励磁コイル１０２ｂが付勢され、出力接点１０２ａが閉路して始動指令信号発生装置１００Ｚに給電される。その結果、制御電源ユニット１２０は、電源リレー１０２の出力接点１０２ａから給電されて車載バッテリ１０の電源電圧をもとにして制御電圧Ｖｃｃ（＝５Ｖ）を発生し、マイクロプロセッサ１１０を初めとする各部に安定化電圧を供給する。
【０２３２】
マイクロプロセッサ１１０が動作を開始すると、マイクロプロセッサ１１０が発生する自己保持駆動指令ＤＲ１から駆動トランジスタ１２１のベース電流が供給される。その後は電源スイッチ１０１が開路しても電源リレー１０２は付勢動作を継続し、マイクロプロセッサ１１０が自己保持駆動指令ＤＲ１を停止することによって電源リレー１０２が消勢されるようになっている。
【０２３３】
続いて、手動始動スイッチ１０３が閉路されると、直接始動回路１４１を介して直列開
閉回路１５０内の直列開閉素子１３０ａが導通駆動されてインターロックスイッチ１０６を介して指令用電磁リレー１０５の励磁コイル１０５ｃが付勢され、その出力接点である始動指令スイッチ１２が閉路することによって電磁シフトリレー６５のシフトコイル６６に給電され、ピニオンギアの押し出し動作が行われる。一方、マイクロプロセッサ１１０は、手動始動スイッチ１０３が閉路したことに伴って遅延時間Ｔｄを置いて遅延付勢許可信号ＳＴＴを発生し、付勢許可記憶回路１６０と直列開閉素子１３０ｂを介して補助指令信号ＡＳＧを発生する。これによってリレーコイル６７を付勢すると共に、始動制御ユニット２０の指令端子Ａ１に給電する。
【０２３４】
その後は、始動制御ユニット２０によって電流抑制抵抗５０を用いた限流始動が行われるが、始動用電動機７０に対する始動電流によって車載バッテリ１０の電源電圧Ｖｂが異常低下して一時的にマイクロプロセッサ１１０が不作動になって、遅延付勢許可信号ＳＴＴが一時的に中断しても、付勢許可記憶回路１６０の記憶作用によってリレーコイル１６７に対する付勢は継続され、手動始動スイッチ１０３が開路されたことによってシフトコイル６６やリレーコイル６７に対する給電が遮断され、付勢許可記憶回路１６０の記憶も消去される。
【０２３５】
なお、付勢許可記憶回路１６０は、遅延付勢許可信号ＳＴＴによって導通駆動トランジスタ１３４ｂが導通すると、記憶用トランジスタ１６１のベース電流がベース抵抗１６４と導通駆動トランジスタ１３４ｂを通して流れることによって記憶用トランジスタ１６１が導通し、その結果としてベース抵抗１６２を介して導通駆動トランジスタ１３４ｂが駆動されるため、一旦導通駆動トランジスタ１３４ｂが導通すると、遅延付勢許可信号ＳＴＴが消滅しても導通駆動トランジスタ１３４ｂの導通状態は維持されており、付勢許可記憶回路１６０の電源回路に設けられた直列開閉素子１３０ａが開路したときに、この記憶状態が解除されるようになっている。
【０２３６】
手動始動スイッチ１０３に代わって、例えばアイドルストップ後の再始動においてマイクロプロセッサ１１０が自動始動指令信号ＳＴＤを発生した場合も同様であって、まずは指令用電磁リレー１０５を介してシフトコイル６６に給電され、続いて遅延時間Ｔｄを置いてリレーコイル６７が付勢されると共に、始動制御ユニット２０による限流始動が開始される。但し、自動始動指令信号ＳＴＤによるエンジンの始動時は、電源電圧Ｖｂの異常低下によってマイクロプロセッサ１１０が不作動になると始動制御は停止することになるため、元々は車載バッテリ１０の過放電状態では、アイドルストップ運転や遠隔始動運転は行えないように制限されている。
【０２３７】
回転中のエンジンに対する２重始動や、キースイッチに設けられた暗証コードが不一致であるときには、マイクロプロセッサ１１０は自動始動指令信号ＳＴＤや遅延付勢許可信号ＳＴＴは発生せず、例え手動始動スイッチ１０３が閉路されていても、始動禁止指令信号ＳＴＰを発生して直列開閉素子１３０ａを遮断するようになっている。また、手動始動スイッチ１０３によって正常始動が開始された後に、車載バッテリ１０の電源電圧Ｖｂの異常低下によってマイクロプロセッサ１１０が一時的に不作動となった場合には、誤って始動禁止指令出力ＳＴＰが発生しないようにプルダウン抵抗１４６ａが設けられている。
【０２３８】
なお、始動制御ユニットが、前記実施の形態３の始動制御ユニット２０Ｂであって、リレーコイル６７が付勢された時点でタイマ回路４０Ｂを計時開始したい場合であっても、遅延付勢許可信号ＳＴＴの遅延時間Ｔｄが所定の固定値である場合には、タイマ回路４０Ｂの設定遅延時間Ｔ０をＴ０＋Ｔｄに延長しておくことによって、シフトコイル６６が付勢された時点でタイマ回路４０Ｂの計時開始を行うことができる。
【０２３９】
また、始動制御ユニットが、前記実施の形態１の始動制御ユニット２０Ａであって、出
力接点６１が閉路した時点でタイマ回路４０Ａが計時開始する場合も同様で、指令用電磁リレー１０５の出力接点である始動指令スイッチ１２によってシフトコイル６６を付勢すると同時に、始動制御ユニット２０の指令端子Ａ１に対して制御電源を供給するようにしても良い。
【０２４０】
また、補助指令信号ＡＳＧによってリレーコイル６７を直接駆動する代わりに、補助リレーを介在させてリレーコイル６７を付勢し、直列開閉素子１３０ｂの電流定格を小さなものにして、複数トランジスタを集合したパワートランジスタモジュールを使用することもできる。
【０２４１】
以上の説明では、始動指令信号発生装置１００Ｚは、直列開閉素子１３０ａを介して指令用電磁リレー１０５を駆動し、その出力接点である始動指令スイッチ１２を閉路するようにしたが、直列開閉素子１３０ａの電流定格を大きくして始動指令スイッチ１２としてそのまま使用し、指令用電磁リレー１０５を廃止することも可能である。この場合、直列開閉素子１３０ａの開閉デューティを制御することによって、シフトコイル６６の通電電流を可変制御することも可能である。
【０２４２】
以上の説明で明らかなとおり、実施の形態７に係る始動指令信号発生装置１００Ｚは、電磁シフトリレー６５がシフトコイル６６と分割設置されたリレーコイル６７を有するものであり、始動制御ユニット２０は、当該リレーコイル６７に対する遅延給電出力を持たないものであって、
始動指令信号発生装置１００Ｚは、電磁シフトリレー６５のシフトコイル６６を直接駆動するか又は指令用電磁リレー１０５の出力接点を介して間接駆動するための直列開閉素子１３０ａを包含した直列開閉回路１５０と、電磁シフトリレー６５のリレーコイル６７を駆動するための直列開閉素子１３０ｂを通電駆動する付勢許可記憶回路１６０と、自動始動指令信号ＳＴＤと遅延付勢許可信号ＳＴＴを発生するマイクロプロセッサ１１０と、直接始動回路１４１とを備え、
マイクロプロセッサ１１０は、アイドルストップ後のエンジン始動又は遠隔始動を行うときには、自動始動指令信号ＳＴＤを発生して直列開閉回路１５０を導通駆動し、電磁シフトリレー６５のシフトコイル６６に給電すると共に、
手動始動スイッチ１０３の閉路信号が入力されたとき、又は自動始動指令信号ＳＴＤを発生したときには、所定の遅延時間Ｔｄを置いて遅延付勢許可信号ＳＴＴを発生する。
【０２４３】
直接始動回路１４１は手動始動スイッチ１０３が閉路しているときには、車載バッテリ１０の異常電圧低下によってマイクロプロセッサ１１０が不作動であっても直列開閉回路１５０の駆動状態を維持し、付勢許可記憶回路１６０は、遅延付勢許可信号ＳＴＴが発生したことを記憶し、リレーコイル６７を付勢するための直列開閉素子１３０ｂを介して補助指令信号ＡＳＧを発生する。
【０２４４】
遅延付勢許可信号ＳＴＴの記憶状態は、マイクロプロセッサ１１０が不作動になっても維持されているが、手動始動スイッチ１０３が開路し、しかも自動始動指令信号ＳＴＤが消滅した時点で記憶解除され、遅延時間Ｔｄは、車載バッテリ１０の電源電圧Ｖｂが低下しているときの最大シフト時間に対応した固定値であるか、又は電源電圧Ｖｂが高いときには遅延時間Ｔｄを漸減させる電圧補正が行われている。
【０２４５】
このように、実施の形態７に係る始動指令信号発生装置１００Ｚは、手動操作によるエンジンの直接始動と、マイクロプロセッサ１１０の自動始動指令信号ＳＴＤに基づくアイドルストップ後のエンジン始動又は遠隔始動による自動始動を含む複数の始動指令とを１個の指令用電磁リレー１０５の出力接点又は指令用開閉素子に集約し、その出力接点を電磁シフトリレー６５のシフトコイル６６に対する始動指令スイッチ１２として使用するよ
うになっている。また、所定の遅延時間Ｔｄを置いてリレーコイル６７を付勢する補助指令信号ＡＳＧを発生するようになっている。
【０２４６】
従って、電磁シフトリレー６５は、始動指令信号発生装置１００Ｚによって一括制御され、そのリレーコイル６７は、シフトコイル６６よりも所定時間遅れて付勢され、ピニオンギアの押し出し操作を確実に行うことができる特徴がある。
【０２４７】
また、過大な始動電流によって電源電圧が異常低下して始動過程においてマイクロプロセッサ１１０が不作動になった場合でも、手動始動スイッチ１０３が閉路しておれば付勢許可記憶回路１６０によってリレーコイル６７の動作状態を維持し、エンジン回転の上昇に伴ってマイクロプロセッサ１１０が動作を開始したときには、そのまま始動操作を継続することができる特徴がある。
【０２４８】
また、始動指令信号発生装置１００Ｚから指令される始動制御ユニット２０は、電流抑制抵抗５０を短絡するための短絡用リレー３０Ｂの励磁コイル３２Ｂ（図１０参照）を付勢したときに閉路する常開接点である短絡接点３１Ｂ（図１０参照）を備え、始動指令信号発生装置１００Ｚが発生するリレーコイル６７に対する駆動信号は、始動制御ユニット２０に設けられたタイマ回路４０Ｂ（図１０参照）の計時動作開始信号として使用されるようになっている。
【０２４９】
このように、始動制御ユニット２０のタイマ回路４０Ｂは、始動指令信号発生装置１００Ｚが発生するリレーコイル駆動用信号に応動して計時動作を開始し、始動制御ユニット２０は、常開接点型の短絡用リレー３０Ｂを備えている。
【０２５０】
従って、電源電圧の変動によって動作時間が変化するピニオンギアのシフト所要時間の影響が除外され、電流抑制抵抗５０に電流が流れている限流始動時間としては、遅延設定時間Ｔ０−（電磁シフトリレー６５のリレーコイル６７が付勢されてから出力接点６１が閉路するまでの第１の閉路応答時間Ｔ１）−（短絡用リレー３０Ｂの励磁コイル３２Ｂが付勢されたから短絡接点３１Ｂが閉路するまでの第２の閉路応答時間Ｔ２）となり、第１の閉路応答時間Ｔ１と第２の閉路応答時間Ｔ２は互いに減殺するため、電源電圧の変動によって閉路応答が変化しても限流始動時間に及ぼす影響は小さくなる特徴がある。特に、ピニオンギアのシフト動作をシフトコイルによって分離したことによって、電磁シフトリレー６５による出力接点６１の閉路応答時間は、同じ始動電流を扱う短絡用リレー３０Ｂによる短絡接点３１Ｂの閉路応答時間が近似したものとなる特徴がある。
【符号の説明】
【０２５１】
１０  車載バッテリ
１２  始動指令スイッチ
２０、２０Ａ、２０Ｂ、２１、２１Ａ、２１Ｂ  始動制御ユニット
２０ＡＡ  筐体
３０Ａ、３０Ｂ  短絡用リレー
３１Ａ、３１Ｂ  短絡接点
３２Ａ、３２Ｂ  励磁コイル
４０Ａ、４０Ｂ、９０Ａ、９０Ｂ  タイマ回路
４０ａ  始動タイマ回路部
４１ａ  給電抵抗
４１ｂ  電源コンデンサ
４４ａ  充電抵抗
４４ｂ  タイマコンデンサ
４６ａ  駆動トランジスタ
４７Ａ、４７Ｂ  逆接保護素子
４８Ａ  電圧制限ダイオード
４８Ｂ  定電圧ダイオード
４９ｂ、４９ｃ  端子間接続配線
５０  電流抑制抵抗
６０、６５  電磁シフトリレー
６１  出力接点
６２  吸引コイル
６４、６６  シフトコイル
６７  リレーコイル
７０  始動用電動機
９０ｂ  遅延タイマ回路部
９６ａ  分割駆動トランジスタ
１００Ｘ、１００Ｙ、１００Ｚ  始動指令信号発生装置
１０３  手動始動スイッチ
１０５  指令用電磁リレー
１０７  入力センサ
１１０  マイクロプロセッサ
１３０ａ、１３０ｂ  直列開閉素子
１４１  直接始動回路
１４４ａ  始動禁止トランジスタ
１４６ａ  プルダウン抵抗
１５０  直列開閉回路
１６０  付勢許可記憶回路
Ｘ、Ｙ  配線端子
Ｂ１、Ｂ２  電源端子
Ｔｄｎ、Ｔｕｐ  タイムアップ出力
ＳＴＤ  自動始動指令信号
ＳＴＰ  始動禁止指令信号
ＳＴＴ  遅延付勢許可信号
ＡＳＧ  補助指令信号
Ｖｃ、Ｖ０  駆動電源電圧
Ｖ１  第１の比較電圧
Ｖ２  第２の比較電圧
【図１】
2012057588.tif 000003
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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