(57)【要約】【課題】スタータに対して連続通電状態が発生していることを検出でき、原因を適切に把握できるようにする。【解決手段】エンジン始動装置１において、スタータ１０は、モータ３１と、固定接点２１と、固定接点２２と、可動接点２６と、吸引コイル２４と、吸引コイル２４の磁界により、可動接点２６を固定接点２１と固定接点２２との間を閉じる方向に移動可能であるとともに、ピニオンギヤ３９をリングギヤ４の方向に移動可能であるプランジャ２３と、を備え、スタータリレー５０からスタータ１０への電流を測定可能な第１電流計９１と、固定接点２１からモータ３１への電流を測定可能な第２電流計９２と、スタータリレー５０の接点がスタータ１０への電流を遮断する開状態となるように設定されている場合における第１電流計９１及び第２電流計９２の電流値に基づいて、マグネットスイッチ２０の接点溶着を検出する故障検出部８２と、を備えるようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンを始動させるスタータと、前記スタータへの電流の供給を制御するスタータリレーとを備えるエンジン始動装置であって、
前記スタータは、
前記エンジンのクランクシャフトに接続されたリングギヤと噛合わせ可能なピニオンギヤを回転させる動力を発生するモータと、
バッテリと接続される第１固定接点と、
前記モータと接続される第２固定接点と、
前記第１固定接点と前記第２固定接点との間を電気的に開閉可能な可動接点と、
一端が前記スタータリレーに接続され、他端が前記モータに接続され、前記スタータを始動させる際に前記スタータリレーから電流が供給されるコイルと、
一端に前記可動接点が取り付けられ、前記コイルによる磁界により、前記可動接点を前記第１固定接点と前記第２固定接点との間を電気的に閉じる方向に移動可能であるとともに、前記ピニオンギヤを前記リングギヤと噛合う方向に移動可能であるプランジャと、を備え、
前記スタータリレーを介して前記スタータに供給される電流を測定可能な第１電流計と、
前記第１固定接点を介して前記モータに流れる電流成分を含む電流を測定可能な第２電流計と、
前記スタータリレーの接点が前記スタータへの電流を遮断する開状態となるように設定されている場合における前記第１電流計及び前記第２電流計により測定された電流値に基づいて、前記可動接点と、前記第１固定接点又は前記第２固定接点の少なくとも一方との溶着を検出する故障検出手段と、
を備えるエンジン始動装置。
【請求項２】
前記故障検出手段は、前記スタータリレーの接点が前記スタータへの電流を遮断する開状態となるように設定されている場合における、前記第１電流計の電流値がゼロであり、且つ前記第２電流計の電流値がゼロより大きい場合に、前記可動接点と、前記第１固定接点又は前記第２固定接点の少なくとも一方との溶着が発生したと判定する
請求項１に記載のエンジン始動装置。
【請求項３】
前記故障検出手段により、前記可動接点と、前記第１固定接点又は前記第２固定接点の少なくとも一方との溶着が発生したと判定された場合に、前記コイルに前記スタータリレーから電流が供給されるように、前記スタータリレーに対して所定の時間の通電を行う回復制御手段を更に備える
請求項２に記載のエンジン始動装置。
【請求項４】
前記所定の時間は、前記可動接点と、前記第１固定接点又は前記第２固定接点の少なくとも一方との溶着が発生していないとした場合において、前記スタータリレーを通電させてから、前記第１固定接点及び前記第２固定接点と前記可動接点との間が電気的に閉じられるまでの時間以上である
請求項３に記載のエンジン始動装置。
【請求項５】
前記回復制御手段は、前記スタータリレーへの所定の時間の通電を繰り返し実行する
請求項３又は請求項４に記載のエンジン始動装置。
【請求項６】
前記回復制御手段は、前記スタータリレーの接点が前記スタータへの電流を遮断する開状態となるように設定されている場合における前記第２電流計の電流値がゼロとなった場合に、前記スタータリレーへの所定の時間の通電を終了する
請求項５に記載のエンジン始動装置。
【請求項７】
前記故障検出手段は、前記回復制御手段により、前記所定の時間の通電を所定回数行っても、前記スタータリレーの接点が前記スタータへの電流を遮断する開状態となるように設定されている場合における前記第２電流計の電流値がゼロとならない場合に、前記可動接点と、前記第１固定接点又は前記第２固定接点の少なくとも一方との溶着が発生している旨の警告を出力する警告出力手段を更に有する
請求項５又は請求項６に記載のエンジン始動装置。
【請求項８】
前記バッテリから前記第１固定接点への電流の供給を制御するスタータ保護用リレーと、
前記故障検出手段により、前記可動接点と、前記第１固定接点又は前記第２固定接点の少なくとも一方との溶着が発生したと判定された場合に、前記スタータ保護用リレーにより前記バッテリから前記第１固定接点への電流の供給を遮断する電流供給制御手段と、を更に備える
請求項２から請求項７の何れか一項に記載のエンジン始動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの始動に用いるスタータを備えるエンジン始動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンの始動に用いるスタータを動作させる際には、スタータリレーを用いてバッテリからの電力の供給を開始させている。
【０００３】
例えば、スタータリレーの故障や、スタータ内部の構成の故障等が発生すると、スタータのモータに連続して電力が供給される連続通電が発生する虞がある。連続通電が発生してしまうと、モータが加熱によって損傷を受けてしまう虞がある。
【０００４】
例えば、スタータリレーの開閉を制御するために電流の供給を行うリレーに対して、固着等の故障が発生した場合に、スタータへの連続通電を防止する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２０１９４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
例えば、特許文献１の技術によると、スタータリレーに対して電流の供給を行うリレーに発生した故障に対しては、スタータへの連続通電を防止することができる。
【０００７】
しかしながら、スタータリレーの接点が固着してしまった場合や、スタータのモータに対してスタータリレーを介さずに電力が供給される場合においては、スタータへの連続通電を適切に防止することができない虞がある。また、スタータに連続通電が発生している原因を適切に把握することができない。
【０００８】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、スタータに対して連続通電状態が発生していることを適切に検出することができ、原因を適切に把握することのできる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記した目的を達成するため、本発明の一観点に係るエンジン始動装置は、エンジンを始動させるスタータと、スタータへの電流の供給を制御するスタータリレーとを備えるエンジン始動装置であって、スタータは、エンジンのクランクシャフトに接続されたリングギヤと噛合わせ可能なピニオンギヤを回転させる動力を発生するモータと、バッテリと接続される第１固定接点と、モータと接続される第２固定接点と、第１固定接点と第２固定接点との間を電気的に開閉可能な可動接点と、一端がスタータリレーに接続され、他端がモータに接続され、スタータを始動させる際にスタータリレーから電流が供給されるコイルと、一端に可動接点が取り付けられ、コイルによる磁界により、可動接点を第１固定接点と第２固定接点との間を電気的に閉じる方向に移動可能であるとともに、ピニオンギヤをリングギヤと噛合う方向に移動可能であるプランジャと、を備え、スタータリレーを介してスタータに供給される電流を測定可能な第１電流計と、第１固定接点を介してモータに流れる電流成分を含む電流を測定可能な第２電流計と、スタータリレーの接点がスタータへの電流を遮断する開状態となるように設定されている場合における第１電流計及び第２電流計により測定された電流値に基づいて、可動接点と、第１固定接点又は第２固定接点の少なくとも一方との溶着を検出する故障検出手段と、を備える。
【００１０】
上記エンジン始動装置において、故障検出手段は、スタータリレーの接点がスタータへの電流を遮断する開状態となるように設定されている場合における、第１電流計の電流値がゼロであり、且つ第２電流計の電流値がゼロより大きい場合に、可動接点と、第１固定接点又は第２固定接点の少なくとも一方との溶着が発生したと判定するようにしてもよい。
【００１１】
また、上記エンジン始動装置において、故障検出手段により、可動接点と、第１固定接点又は第２固定接点の少なくとも一方との溶着が発生したと判定された場合に、コイルにスタータリレーから電流が供給されるように、スタータリレーに対して所定の時間の通電を行う回復制御手段を更に備えるようにしてもよい。
【００１２】
また、上記エンジン始動装置において、所定の時間は、可動接点と、第１固定接点又は第２固定接点の少なくとも一方との溶着が発生していないとした場合において、スタータリレーを通電させてから、第１固定接点及び第２固定接点と可動接点との間が電気的に閉じられるまでの時間以上であってもよい。
【００１３】
また、上記エンジン始動装置において、回復制御手段は、スタータリレーへの所定の時間の通電を繰り返し実行するようにしてもよい。
【００１４】
また、上記エンジン始動装置において、回復制御手段は、スタータリレーの接点がスタータへの電流を遮断する開状態となるように設定されている場合における第２電流計の電流値がゼロとなった場合に、スタータリレーへの所定の時間の通電を終了するようにしてもよい。
【００１５】
また、上記エンジン始動装置において、故障検出手段は、回復制御手段により、所定の時間の通電を所定回数行っても、スタータリレーの接点がスタータへの電流を遮断する開状態となるように設定されている場合における第２電流計の電流値がゼロとならない場合に、可動接点と、第１固定接点又は第２固定接点の少なくとも一方との溶着が発生している旨の警告を出力する警告出力手段を更に有するようにしてもよい。
【００１６】
また、上記エンジン始動装置において、バッテリから第１固定接点への電流の供給を制御するスタータ保護用リレーと、故障検出手段により、可動接点と、第１固定接点又は第２固定接点の少なくとも一方との溶着が発生したと判定された場合に、スタータ保護用リレーによりバッテリから第１固定接点への電流の供給を遮断する電流供給制御手段と、を更に備えるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、スタータに対して連続通電状態が発生していることを適切に検出することができ、原因を適切に把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係るエンジン始動装置を示す模式的な構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るエンジン始動装置におけるスタータのピニオンギヤと、リングギヤとの噛合いが開始される直前の状態を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るエンジン始動装置のスタータの正常動作時のピニオンギヤと、リングギヤとの噛合いが成功した状態を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るスタータ制御処理のフローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態に係る連続通電検出対処処理のフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態に係るエンジン始動装置において、マグネットスイッチの接点溶着が発生した状態を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るエンジン始動装置において、マグネットスイッチの接点溶着が発生した際に、スタータを保護している状態を示す図である。
【図８】本発明の一実施形態に係るエンジン始動装置において、マグネットスイッチの接点溶着を回復させる際の状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態に係るエンジン始動装置を説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態に係るエンジン始動装置を示す模式的な構成図である。
【００２１】
エンジン始動装置１は、エンジン２と、クランクシャフト３と、クランクシャフト３に一体回転可能に接続されたリングギヤ４と、直流電流を供給可能なバッテリ５と、キースイッチ６と、エンジン２のクランクシャフト３を回転させてエンジン２を始動させるためのスタータ１０と、スタータ１０を始動させるための電流の断接を行うスタータリレー５０と、スタータ１０の後述するＢ端子１１への電流の断接を行うスタータ保護用リレー６０と、スタータリレー５０の接点の断接の制御を行うための電流の断接を行う制御リレー６６と、ＥＣＵ（コントロールユニット）８０と、第１電流計９１と、第２電流計９２と、を備えている。
【００２２】
キースイッチ６は、スタータ１０を始動させる際にオン（スタータオン）に設定されるスイッチであり、例えば、運転者によりイグニッションキーがスタート位置まで回されることによりオン（スタータオン）となる。キースイッチ６がオンされると、バッテリ５から供給される電流がスタータリレー５０に供給される。なお、キースイッチ６に代えて、運転者により押下されるとオンとなるスタータ始動用のスイッチ（スタートスイッチ）を備えるようにしてもよい。
【００２３】
スタータリレー５０は、一端がキースイッチ６の一方の端子に接続され、他端が接地されているコイル５１と、バッテリ５と接続可能な固定接点５２と、スタータ１０の後述するＳ端子１２と接続されている固定接点５３と、固定接点５２及び固定接点５３と対向するように配置され、固定接点５２と固定接点５３との間を電気的に開閉可能な可動接点５４と、一端に可動接点５４が接続され、コイル５１の内周側に配置されるプランジャ５５とを備える。
【００２４】
スタータリレー５０では、キースイッチ６がオンに設定されているか、又は制御リレー６６の後述する接点６８が閉じている場合に、バッテリ５からの電流がコイル５１の一端側に供給されてコイル５１を電流が流れて、プランジャ５５を図面左方向に移動させようとする磁界が生成される。これにより、プランジャ５５が左方向に移動されると、プランジャ５５に接続された可動接点５４が、固定接点５２及び固定接点５３と接触して、固定接点５２と固定接点５３との間を電気的に接続する。この結果、バッテリ５からの電流が固定接点５２、可動接点５４、及び固定接点５３を介して、スタータ１０のＳ端子１２に供給されるようになる。
【００２５】
スタータ保護用リレー６０は、一端がＥＣＵ８０に接続され、他端がバッテリ５と接続されているコイル６１と、コイル６１に供給される電流に応じて、バッテリ５とＢ端子１１との間を電気的に開閉可能な接点６２とを有する。
【００２６】
スタータ保護用リレー６０では、コイル６１の一端側に接続されたＥＣＵ８０により、コイル６１の一端側が接地されていない場合には、バッテリ５からの電流がコイル６１に供給されないので、コイル６１に電流が流れず、接点６２は閉状態となっている。このため、バッテリ５からＢ端子１１に電流が供給可能な状態となっている。一方、コイル６１の一端側に接続されたＥＣＵ８０により、コイル６１の一端側が接地されると、バッテリ５からの電流がコイル６１に供給され、コイル６１を電流が流れて、接点６２を開状態にさせようとする磁界が生成され、接点６２が開状態となる。これにより、スタータ１０のＢ端子１１には、バッテリ５からの電流が供給されない状態となる。
【００２７】
制御リレー６６は、一端がＥＣＵ８０に接続され、他端がバッテリ５と接続されているコイル６７と、コイル６７に供給される電流に応じて、バッテリ５とスタータリレー５０のコイル５１との間を電気的に開閉可能な接点６８とを有する。
【００２８】
制御リレー６６では、コイル６７の一端側に接続されたＥＣＵ８０により、コイル６７の一端側が接地されていない場合には、バッテリ５からの電流がコイル６７に供給されないので、コイル６７に電流が流れず、接点６８は開状態となっている。このため、バッテリ５からコイル５１に制御リレー６６を介して電流が供給されていない状態となっている。一方、コイル６７の一端側に接続されたＥＣＵ８０により、コイル６７の一端側が接地されると、バッテリ５からの電流がコイル６７に供給され、コイル６７を電流が流れて、接点６８を閉状態にさせようとする磁界が生成され、接点６８が閉状態となる。これにより、スタータリレー５０のコイル５１には、バッテリ５からの電流が供給される状態となる。この制御リレー６６によると、キースイッチ６がオフの状態でも、ＥＣＵ８０の制御により、スタータリレー５０を動作させることができる。
【００２９】
スタータ１０は、マグネットスイッチ２０と、回転駆動部３０とを備える。スタータ１０は、Ｂ端子１１と、Ｓ端子１２と、Ｍ端子１３とを備える。Ｂ端子１１は、バッテリ５と、スタータ保護用リレー６０を介して接続される。Ｓ端子１２は、スタータリレー５０の固定接点５３と電線を介して接続される。Ｍ端子１３は、マグネットスイッチ２０と、回転駆動部３０とを電気的に接続する。
【００３０】
マグネットスイッチ２０は、Ｂ端子１１とＭ端子１３との間の電気的な断接を行うと共に、ピニオンギヤ３９を移動させる。マグネットスイッチ２０は、Ｂ端子１１と接続されている固定接点２１（第１固定接点）と、Ｍ端子１３と接続されている固定接点２２（第２固定接点）と、固定接点２１及び固定接点２２と対向するように配置され、固定接点２１及び固定接点２２との間を電気的に開閉可能な可動接点２６と、一端に可動接点２６が接続されると共に、他端に後述するシフトレバー２７の一端が接続され、所定方向に移動可能なプランジャ２３と、一端がＳ端子１２に接続されるとともに他端がＭ端子１３と接続され、プランジャ２３の外周側に巻回される吸引コイル２４と、一端がＳ端子１２に接続されるとともに他端が接地され、プランジャ２３の外周側に巻回される保持コイル２５と、を備えている。
【００３１】
吸引コイル２４は、Ｓ端子１２側からＭ端子１３側に電流が流れると、プランジャ２３を図面左側に移動させる磁界を発生させる方向に巻回されている。一方、保持コイル２５は、Ｓ端子１２側から電流が流れると、プランジャ２３を図面左側に移動させる磁界を発生させる方向に巻回されている。
【００３２】
マグネットスイッチ２０によると、Ｓ端子１２にスタータリレー５０から電流が供給されると、吸引コイル２４と、保持コイル２５とに電流が流れ、それぞれのコイルにより、プランジャ２３を図面左方向に移動させる磁界が発生する。この結果、プランジャ２３が図面左側に移動されることとなる。
【００３３】
プランジャ２３が左側に移動されると、シフトレバー２７を介して後述するピニオンギヤ３９がリングギヤ４と噛合う方向に移動される。また、プランジャ２３が最も左側まで移動されると、プランジャ２３に接続された可動接点２６が、固定接点２１及び固定接点２２と接触して、固定接点２１と固定接点２２との間を電気的に接続する。この結果、バッテリ５からＢ端子１１に供給される電流が、固定接点２１、可動接点２６、及び固定接点２２を介して、Ｍ端子１３に供給されるようになる。
【００３４】
回転駆動部３０は、回転駆動力を出力するモータ３１と、モータ３１の出力軸３６の一端に一体回転可能に接続された出力ギヤ３７と、リングギヤ４と噛合い可能なピニオンギヤ３９と、一端にピニオンギヤ３９が一体回転可能に接続されるピニオン軸３８と、出力軸３６からピニオン軸３８への一方向への動力伝達が可能なワンウェイクラッチ４０と、一端がプランジャ２３に接続され、他端がピニオン軸３８のピニオンギヤ３９とは反対側の端部に対向して配置されているシフトレバー２７と、シフトレバー２７を時計回り方向に回転するように付勢するトーションスプリング２９と、を備えている。
【００３５】
シフトレバー２７は、中間部２８を支点として回動可能に配置されている。シフトレバー２７は、プランジャ２３が左側に移動すると、反時計回り方向に回動し、ピニオン軸３８を図面右側、すなわち、ピニオンギヤ３９がリングギヤ４と噛合う方向に押し出す。本実施形態のスタータ１０は、プランジャ２３に取り付けられた可動接点２６と、固定接点２１及び固定接点２２とが接していない位置にプランジャ２３がある場合に、ピニオンギヤ３９とリングギヤ４との噛合いが開始される構成、所謂補助噛み構成となっている。
【００３６】
モータ３１は、例えば、直流直巻方式のモータであり、フィールドコイル３２と、ブラシ３４，３５と、アーマチュアコイル３３と、出力軸３６とを備える。フィールドコイル３２は、一端がＭ端子１３に接続され、他端がブラシ３４に接続されている。アーマチュアコイル３３は出力軸３６に取り付けられている。アーマチュアコイル３３は、ブラシ３４とブラシ３５とに電気的に接続されており、ブラシ３４から電流が供給される。ブラシ３５の一端は、接地されている。
【００３７】
モータ３１においては、Ｍ端子１３からフィールドコイル３２に電流が供給されると、フィールドコイル３２により、出力軸３６の周方向に、異なる複数の磁極が交互に形成される。また、フィールドコイル３２を流れた電流はブラシ３４を介してアーマチュアコイル３３に流れる。アーマチュアコイル３３では複数の磁極が形成されるので、アーマチュアコイル３３は、フィールドコイル３２により形成される磁極との関係に応じて所定の方向に出力軸３６とともに回転する。
【００３８】
ワンウェイクラッチ４０は、インナーレース４１と、インナーレース４１の外周側に形成されたアウターレース４２と、インナーレース４１とアウターレース４２との間に設けられたローラ４３とを備える。
【００３９】
インナーレース４１は、内周側において、ピニオン軸３８の外周と、例えばヘリカルスプライン嵌合している。このような構成により、ピニオン軸３８は、所定方向（図面左右方向）に移動可能となっているとともに、インナーレース４１からの回転駆動力が伝達可能となっている。
【００４０】
アウターレース４２は、外周に出力ギヤ３７と噛合うギヤが形成されている。したがって、出力ギヤ３７からの回転駆動力がアウターレース４２に伝達可能となっている。インナーレース４１とアウターレース４２との間には、ローラ４３を含む公知の構成物が設けられており、これら構成物により、アウターレース４２からインナーレース４１への一方向のみの駆動力の伝達が可能となっている。
【００４１】
第１電流計９１は、スタータリレー５０の固定端子５３とＳ端子１２との間に接続され、そこでの電流、すなわち、スタータリレー５０を介してスタータ１０に供給される電流を測定し、測定結果（電流値：Ａ１）をＥＣＵ８０に出力する。
【００４２】
第２電流計９２は、スタータ保護用リレー６０の接点６２とＢ端子１１との間に接続され、そこでの電流、すなわち、固定接点２１を介してモータ３１に流れる電流成分を含む電流を測定し、測定結果（電流値：Ａ２）をＥＣＵ８０に出力する。
【００４３】
ＥＣＵ８０は、スタータリレー５０、スタータ保護用リレー６０、制御リレー６６等を制御することにより、スタータ１０の動作を制御する装置であり、公知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入力ポート、出力ポート等を備えている。また、ＥＣＵ８０は、動作確認部８１と、故障検出手段の一例としての故障検出部８２と、回復制御手段及び電流供給制御手段の一例としての電流供給制御部８３と、警告出力手段の一例としての警告出力部８４とを一部の機能要素として有する。これら各機能要素は、一体のハードウェアであるＥＣＵ８０に含まれるものとして説明するが、これらの何れか一部を別体のハードウェアに設けることもできる。
【００４４】
動作確認部８１は、キースイッチ６がオン（例えば、イグニッションキーがスタート位置）になったこと（スタータ始動開始）、及びキースイッチ６がオフになったこと（スタータ始動終了）を検出する。
【００４５】
故障検出部８２は、スタータリレー５０から吸引コイル２４への電流を遮断するように設定されている場合（スタータリレー５０の接点がスタータ１０への電流を遮断する開状態となるように設定されている場合、例えば、キースイッチ６がオフになった場合）に、第１電流計９１により測定された電流値Ａ１が０（ゼロ）であり、且つ第２電流計９２により測定された電流値Ａ２が０よりも大きいか否かを判定し、電流値Ａ１が０であり、且つ電流値Ａ２が０よりも大きい場合には、マグネットスイッチ２０の接点溶着（可動接点２６と、固定接点２１又は固定接点２２の少なくとも一方との溶着）が発生しているためにスタータ１０のモータ３１において連続通電が発生していると判定し、その旨を電流供給制御部８３に通知する。
【００４６】
電流供給制御部８３は、故障検出部８２から、マグネットスイッチ２０の接点溶着が発生しているためにスタータ１０のモータ３１において連続通電が発生している旨の通知を受けると、スタータ保護用リレー６０を制御して、バッテリ５からスタータ１０のＢ端子１１への電流の供給を遮断する。具体的には、本実施形態では、電流供給制御部８３は、スタータ保護用リレー６０のコイル６１の一端を接地させることにより、スタータ保護用リレー６０のコイル６１にバッテリ５からの電流を流すようにする。この結果、スタータ保護用リレー６０の接点６２が開状態となり、バッテリ５からスタータ保護用リレー６０を介してのスタータ１０のＢ端子１１への電流の供給が遮断される。これにより、スタータ１０のモータ３１への電流の供給が遮断され、モータ３１の過熱による損傷を防止することができる。
【００４７】
また、電流供給制御部８３は、故障検出部８２からマグネットスイッチ２０の接点溶着が発生しているためにスタータ１０のモータ３１において連続通電が発生している旨の通知を受けた場合には、制御リレー６６を制御して、スタータリレー５０のコイル５１を所定の時間だけ通電させる。ここで、所定の時間は、可動接点２６と、固定接点２１又は固定接点２２の少なくとも一方との溶着が発生していないとした場合において、スタータリレー５０のコイル５１を通電させてから、固定接点２１及び固定接点２２と可動接点２６との間が電気的に閉じられるまでの時間以上としてもよい。この制御によると、マグネットスイッチ２０の可動接点２６には、固定接点２１，２２に押される方向と、固定接点２１，２２から離される方向とに力が加えられ、固定接点２１，２２と可動接点２６との溶着の解消が促進される。
【００４８】
電流供給制御部８３は、故障検出部８２からマグネットスイッチ２０の接点溶着が発生している旨の通知を受けている場合（すなわち、スタータリレー５０から吸引コイル２４への電流を遮断するように設定されている場合（制御リレー６６を開状態に制御した場合）における第１電流計９１の電流値Ａ１が０であり、且つ第２電流計９２により測定された電流値Ａ２が０よりも大きい場合）には、所定時間の通電を繰り返して実行する。一方、第１電流計９１の電流値Ａ１が０、且つ第２電流計９２により測定された電流値Ａ２が０よりも大きい状態ではない場合（すなわち、電流値Ａ２が０になった場合）には、電流供給制御部８３は、マグネットスイッチ２０の接点溶着が解消されたことを示しているので、スタータリレー５０への所定時間の通電を終了する。なお、本実施形態では、電流供給制御部８３は、所定時間の通電を所定回数行っても、スタータリレー５０の接点がスタータ１０への電流を遮断する開状態となるように設定されている場合における第２電流計９２により測定された電流値Ａ２が０よりも大きい場合には、スタータ１０のマグネットスイッチ２０が接点溶着により故障している旨を警告出力部８４に通知する。
【００４９】
警告出力部８４は、電流供給制御部８３からスタータ１０のマグネットスイッチ２０が接点溶着により故障している旨の通知を受けると、スタータ１０のマグネットスイッチ２０の交換が必要であることをＥＣＵ８０の図示しないメモリに記憶するとともに、マグネットスイッチ２０の交換が必要であるとの警告を、例えば、運転席に設けられたメータ類を表示する図示しないメータ部に出力する。これにより、運転者は、スタータ１０のマグネットスイッチ２０を交換する必要があることを把握することができる。
【００５０】
次に、本発明の一実施形態に係るエンジン始動装置１の動作について説明する。
【００５１】
図２は、本発明の一実施形態に係るエンジン始動装置におけるスタータのピニオンギヤと、リングギヤとの噛合いが開始される直前の状態を示す図である。図３は、本発明の一実施形態に係るエンジン始動装置におけるスタータのピニオンギヤと、リングギヤとの噛合いが成功した状態を示す図である。なお、図２、図３においては、配線、コイル等を、その部位に流れる電流が大きいほど太い線で表示している。
【００５２】
まず、スタータ１０の始動を開始して、ピニオンギヤ３９と、リングギヤ４との噛合いが開始される直前となるまでの動作について図２を参照して説明する。
【００５３】
運転者によりキースイッチ６がオンに設定された場合には、初期状態では、バッテリ５からの電流がスタータリレー５０のコイル５１に流れる。この結果、コイル５１による磁界により磁力を受けてプランジャ５５が図面左側に移動することとなり、可動接点５４が固定接点５２及び固定接点５３の間を閉状態とする（なお、この状態をスタータリレー５０の接点が閉状態ということとする）。
【００５４】
スタータリレー５０の接点が閉状態になると、バッテリ５からの電流が、コイル保護用リレー６３、固定接点５２、可動接点５４、及び固定接点５３を介してＳ端子１２に供給される。この結果、Ｓ端子１２に接続されている吸引コイル２４の一端及び保持コイル２５の一端に電流が供給される。吸引コイル２４においては、電流は、Ｍ端子１３側に流れる一方、保持コイル２５においては、電流は、接地側に流れる。この結果、吸引コイル２４及び保持コイル２５によりプランジャ２３を図面左側に移動させる磁界が生じる。
【００５５】
この結果、プランジャ２３は、図面左側に移動を開始する。これにより、プランジャ２３に接続されているシフトレバー２７が中間部２８を中心に反時計回り方向に回動し、ピニオン軸３８をピニオンギヤ３９がリングギヤ４に近づくように押し出す。これにより、ピニオンギヤ３９は、リングギヤ４と噛合う直前の位置に到達する。この際には、可動接点２６は、固定接点２１及び固定接点２２とは接触していない状態となっている。
【００５６】
この状態においては、吸引コイル２４を通ってＭ端子１３に流れた電流は、フィールドコイル３２、ブラシ３４、アーマチュアコイル３３、ブラシ３５を通って流れる。これにより、モータ３１のアーマチュアコイル３３、出力軸３６、及び出力ギヤ３７が回転を開始する。なお、この状態において、モータ３１が回転している状態であれば、モータに供給される電流は比較的小さい。
【００５７】
次に、ピニオンギヤ３９とリングギヤ４とが噛合う直前の位置に到達した後のエンジン始動装置１の動作について説明する。
【００５８】
図２に示すように、ピニオンギヤ３９がリングギヤ４と噛合う直前の位置に到達した後には、プランジャ２３は、更に左方向に移動しようとし、その結果、ピニオンギヤ３９は、リングギヤ４と噛合う方向に更に押し出されることとなる。
【００５９】
ここで、ピニオンギヤ３９とリングギヤ４との噛合いがうまく行われると、図３に示すように、プランジャ２３が最も左側の位置まで移動され、プランジャ２３に接続された可動接点２６が固定接点２１及び固定接点２２と接触して、固定接点２１と固定接点２２との間を電気的に接続する。
【００６０】
この結果、バッテリ５から閉状態のスタータ保護用リレー６０を介してＢ端子１１に供給される電流が、Ｍ端子１３を介してモータ３１に供給されるようになり、Ｓ端子１２から吸引コイル２４を介してＭ端子１３へ電流が流れないようになる。これにより、モータ３１には、Ｂ端子１１を介してバッテリ５からの電流が供給され、モータ３１の回転駆動力がピニオンギヤ３９、リングギヤ４を介してエンジン２のクランクシャフト３に伝達され、エンジン２が始動されることとなる。
【００６１】
本発明の一実施形態に係るエンジン始動装置１によるスタータ制御処理について説明する。
【００６２】
図４は、本発明の一実施形態に係るエンジン始動装置によるスタータ制御処理のフローチャートである。
【００６３】
スタータ制御処理は、例えば、キースイッチ６が通常のオン（イグニッションキーがオン位置）となった後に実行が開始される。
【００６４】
動作確認部８１は、キースイッチ６がオン（スタータオン）になったか否か、すなわち、スタータ始動開始となったか否かを判定する（ステップＳ１１）。この結果、スタータ始動開始となっていない場合（ステップＳ１１：ＮＯ）には、動作確認部８１は、ステップＳ１１を再び実行する。
【００６５】
一方、スタータ始動開始となった場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）には、動作確認部８１は、キースイッチ６がオフか否か（ここでは、イグニッションキーがスタート位置から通常
のオン位置に変更されたか否か）、すなわち、スタータ始動終了になったか否かを判定する（ステップＳ１２）。
【００６６】
この結果、スタータ始動終了となった場合（ステップＳ１２：ＹＥＳ）には、動作確認部８１は、図５に示す連続通電検出対処処理（ステップＳ１３）を実行させ、処理をステップＳ１１に進める。一方、スタータ始動終了となっていない場合（ステップＳ１２：ＮＯ）には、動作確認部８１は、ステップＳ１２を再び実行する。
【００６７】
次に、連続通電検出対処処理（ステップＳ１３）について説明する。
【００６８】
図５は、本発明の一実施形態に係るエンジン始動装置による連続通電検出対処処理のフローチャートである。図６は、本発明の一実施形態に係るエンジン始動装置において、マグネットスイッチの接点溶着が発生した状態を示す図である。図７は、本発明の一実施形態に係るエンジン始動装置において、マグネットスイッチの接点溶着が発生した際に、スタータを保護している状態を示す図である。図８は、本発明の一実施形態に係るエンジン始動装置において、マグネットスイッチの接点溶着を回復させる際の状態を示す図である。なお、図６、図７、及び図８においては、配線、コイル等を、その部位に流れる電流が大きいほど太い線で表示している。
【００６９】
故障検出部８２は、第１電流計９１の電流値Ａ１が０［Ａ］であり、且つ第２電流計９２の電圧値Ａ２が０［Ａ］より大きいか否かを判定する（ステップＳ２１）。
【００７０】
この結果、電流値Ａ１が０でないか、又は、電流値Ａ２が０より大きくない場合（ステップＳ２１：ＮＯ）には、スタータ１０の連続通電が発生していない、又は、マグネットスイッチ２０の接点溶着によるスタータ１０の連続通電であるとは特定できないことを意味しているので、故障検出部８２は、連続通電検出対処処理を終了する。なお、故障検出部８２は、連続通電検出対処処理を終了せずに、他の部位の故障を検出するための処理を実行するようにしてもよい。
【００７１】
一方、電流値Ａ１が０［Ａ］であり、且つ電流値Ａ２が０より大きい場合（ステップＳ２１：ＹＥＳ）には、図６に示すように、マグネットスイッチ２０の接点が溶着し、スタータリレー５０から吸引コイル２４及び保持コイル２５に電流が供給されていない場合でも、バッテリ５からの電流がＢ端子１１、固定接点２１、可動接点２６、及び固定接点２２を介して、モータ３１への連続通電が発生していることを表しているので、故障検出部８２は、マグネットスイッチ２０の接点溶着が発生したことによりスタータ１０に連続通電が発生していると判定し（ステップＳ２２）、その旨を電流供給制御部８３に通知する。
【００７２】
通知を受けた電流供給制御部８３は、図７に示すように、スタータ保護用リレー６０を制御して、バッテリ５からスタータ１０のＢ端子１１への電流の供給を遮断する（ステップＳ２３）。これにより、図７に示すように、Ｂ端子１１を介してスタータ１０のモータ３１へ電流が供給されなくなり、モータ３１の過熱による損傷を適切に防止できる。
【００７３】
次いで、電流供給制御部８３は、図８に示すように、制御リレー６６を制御することにより、スタータリレー５０のコイル５１を所定の時間だけ通電させる（ステップＳ２４）。これにより、バッテリ５からの電流が、所定時間だけ、固定接点５２、可動接点５４、及び固定接点５３を介してＳ端子１２に供給され、吸引コイル２４の一端及び保持コイル２５の一端に電流が供給され、吸引コイル２４及び保持コイル２５によりプランジャ２３を図面左側に移動させ、その後図面右側に移動させる磁界が生じる。
【００７４】
これにより、プランジャ２３に接続されている可動接点２６には、固定接点２１，２２に押される方向と、固定接点２１，２２から離される方向とに力が加えられることとなり、固定接点２１，２２と可動接点２３との溶着の解消が促進される。
【００７５】
次いで、電流供給制御部８３は、スタータ保護用リレー６０が一時的に閉状態となるように制御して、バッテリ５からスタータ１０のＢ端子１１への電流が一時的に供給されるようにし、故障検出部８２は、その際における第２電流計９２の電流値Ａ２が０［Ａ］となったか否かを判定する（ステップＳ２５）。
【００７６】
この結果、第２電流計９２の電流値Ａ２が０［Ａ］となった場合（ステップＳ２５：ＹＥＳ）には、マグネットスイッチ２０の接点溶着が解消されたことを表しているので、電流供給制御部８３は、連続通電検出対処処理を終了する。
【００７７】
一方、第２電流計９２の電流値が０［Ａ］となっていない場合（ステップＳ２５：ＮＯ）には、電流供給制御部８３は、所定時間の通電を行った回数（通電回数：今回の処理におけるステップＳ２４の実行回数）が所定回数を超えたか否かを判定する（ステップＳ２６）。この結果、通電回数が所定回数を超えた場合（ステップＳ２６：ＹＥＳ）には、これ以上通電しても接点溶着を解消できる可能性が低いと考えられるので、電流供給制御部８３は、マグネットスイッチ２０が接点溶着により故障している旨を警告出力部８４に通知し、通知を受けた警告出力部８４は、マグネットスイッチ２０の交換が必要であることをＥＣＵ８０の図示しないメモリに記憶するとともに、マグネットスイッチ２０の交換が必要であるとの警告を出力し（ステップＳ２７）、連続通電検出対処処理を終了する。
【００７８】
一方、通電回数が所定回数を超えていない場合（ステップＳ２６：ＮＯ）には、電流供給制御部８３は、所定時間待機する（ステップＳ２８）。ここで、所定時間待機することにより、スタータリレー５０のコイル５１と、吸引コイル２４、及び保持コイル２５の過熱を防止することができるとともに、前回の通電時における接点溶着の解消効果の遅れを待つことができる。
【００７９】
次いで、電流供給制御部８３は、処理をステップＳ２４に進めることにより、スタータリレー５０のコイル５１への通電を再び実行する。
【００８０】
以上説明したように、本実施形態に係るエンジン始動装置１によると、第１電流計９１及び第２電流計９２により電流値を検出するようにしたので、この電流値によりマグネットスイッチ２０の接点溶着の発生によりスタータ１０に連続通電が発生していることを適切に判定することができる。また、マグネットスイッチ２０に接点溶着が発生している場合に、スタータ保護用リレー６０を制御してスタータ１０のＢ端子１１への電流の供給を遮断するようにしたので、スタータ１０のモータ３１の過熱による損傷の発生を適切に防止することができる。
【００８１】
また、本実施形態に係るエンジン始動装置１によると、マグネットスイッチ２０の接点溶着が発生していると判定された場合に、電流供給制御部８３が、制御リレー６６を制御してスタータリレー５０のコイル５１への所定時間の通電を行って、マグネットスイッチ２０を移動させようとする磁力を発生させるようにしたので、マグネットスイッチ２０の接点溶着を解消して、スタータ１０の機能を回復させることができる。
【００８２】
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。
【００８３】
例えば、上記実施形態では、運転者の操作により、キースイッチ６をオンにしてスタータ１０の始動を開始させる場合に適用した例を示していたが、本発明はこれに限られず、例えば、ＥＣＵの制御によりスタータリレー５０によるスタータ１０への電流の供給を開始させてスタータ１０の始動を開始させる場合、又は、運転者の操作による場合及びＥＣＵの制御による場合の両方がある場合にも適用することができる。
【００８４】
また、上記実施形態では、第１電流計９１を、スタータリレー５０の固定接点５３の下流側に設けるようにしていたが、本発明はこれに限られず、第１電流計９１を固定端子５２の上流側に設けるようにしてもよく、要は、スタータリレー５０からＳ端子１２に供給される電流値を測定することができる位置であればよい。
【００８５】
また、上記実施形態では、第２電流計９２を、Ｂ端子１１よりも上流側に設けるようにしていたが、本発明はこれに限られず、第２電流計９２を固定端子２２の下流側、例えば、吸引コイル２４との合流位置よりも下流側に設けるようにしてもよく、要は、固定接点２２を介してモータ３１に流れる電流成分を含む電流を測定することができる位置であればよい。
【００８６】
また、上記実施形態では、スタータリレー５０をプランジャ５５がコイル５１の内周側に配置されたリレーとしていたが、本発明はこれに限られず、例えば、スタータ保護用リレー６０のようにコイル内周側にプランジャが配置されていないリレーとしてもよく、要は、コイルに供給される電流に応じて、固定接点と可動接点との電気的な接続を制御することにより、Ｓ端子１２への電流の供給を制御できる構成であれば、任意の構成でよい。
【００８７】
また、上記実施形態では、ＥＣＵ８０により、制御リレー６６の開閉を制御することにより、スタータリレー５０のコイル５１への電流の供給を制御するようにしていたが、本発明はこれに限られず、例えば、制御リレー６６を備えず、ＥＣＵ８０がコイル５１に直接電流を供給するようにしてもよい。
【００８８】
また、上記実施形態では、キースイッチ６がオンになった場合に、キースイッチ６からスタータリレー５０のコイル５１へ電流を供給するようにしていたが、本発明はこれに限られず、キースイッチ６がオンになったことをＥＣＵ８０が検出した場合に、ＥＣＵ８０がスタータリレー５０のコイル５１に直接電流を供給するようにしてもよい。
【００８９】
また、上記実施形態では、連続通電検出対処処理において、マグネットスイッチ２０に接点溶着が発生した場合であっても、通電により解消できた場合（ステップＳ２５：ＹＥＳ）には、そのまま処理を終了させるようにしていたが、本発明はこれに限られず、例えば、マグネットスイッチ２０の点検を推奨するメッセージやマーク等をメータ部に出力させるようにしてもよい。
【００９０】
また、上記実施形態では、マグネットスイッチ２０に接点溶着が発生したことを検出した場合に、スタータ保護用リレー６０を制御して、バッテリ５からスタータ１０のＢ端子１１への電流の供給を遮断するようにし、溶着が解消したかを検出する際（ステップＳ２５）に、スタータ保護用リレー６０の接点を一時的に閉状態に制御するようにしていたが、本発明はこれに限られず、例えば、接点溶着の発生を検出した場合において、スタータ保護用リレー６０の状態を閉状態で維持しておき、通電回数が所定回数を超えても接点溶着が解消されなかった場合（ステップＳ２６：ＹＥＳ）に、スタータ保護用リレー６０を制御して、バッテリ５からスタータ１０のＢ端子１１への電流の供給を遮断するようにしてもよい。
【００９１】
また、上記実施形態では、マグネットスイッチ２０に接点溶着が発生したことを検出した場合に、スタータ保護用リレー６０を制御して、バッテリ５からスタータ１０のＢ端子１１への電流の供給を遮断するようにし、溶着が解消したかを検出する際（ステップＳ２５）に、スタータ保護用リレー６０の接点を一時的に閉状態に制御するようにしていたが、本発明はこれに限られず、例えば、接点溶着が発生したことを検出した場合に、接点溶着が解消したか否かを検出することなく、スタータリレー５０のコイル５１を所定の時間だけ通電させること（ステップＳ２４）を所定回数繰り返し実行するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００９２】
１  エンジン始動装置
２  エンジン
３  クランクシャフト
４  リングギヤ
５  バッテリ
６  キースイッチ
１０  スタータ
１１  Ｂ端子
１２  Ｓ端子
１３  Ｍ端子
２０  マグネットスイッチ
２１，２２  固定接点
２３  プランジャ
２４  吸引コイル
２５  保持コイル
２６  可動接点
２７  シフトレバー
２８  中間部
２９  トーションスプリング
３０  回転駆動部
３１  モータ
３２  フィールドコイル
３３  アーマチュアコイル
３４  ブラシ
３５  ブラシ
３６  出力軸
３７  出力ギヤ
３８  ピニオン軸
３９  ピニオンギヤ
４０  ワンウェイクラッチ
４１  インナーレース
４２  アウターレース
４３  ローラ
５０  スタータリレー
５１  コイル
５２，５３  固定接点
５４  可動接点
５５  プランジャ
６０  スタータ保護用リレー
６１  コイル
６２  接点
６６  制御リレー
６７  コイル
６８  接点
８０  ＥＣＵ
８１  動作確認部
８２  故障検出部
８３  電流供給制御部
８４  警告出力部
９１  第１電流計
９２  第２電流計
【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】
2017227179.tif 000008
【図７】
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【図８】
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