(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、スタータリレー５０から電流が供給される吸引コイル２４と、吸引コイル２４による磁界により、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を介してスタータ１０に供給される電流を測定可能な電流計９１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電流計９１による電流値に基づいて、モータ３１への連続通電の原因となるスタータリレー５０の故障の発生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
2017227178.tif 000002
【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の供給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電流計により測定された電流値に基づいて、前記スタータリレーの接点溶着の発生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の供給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電流計の電流値がゼロより大きい場合に、前記スタータリレーの接点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、前記スタータリレーの接点溶着が発生したと判定された場合に、前記スタータリレーの接点を開閉させるように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１又は請求項２に記載のエンジン始動装置。
【請求項４】
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電流計の電流値がゼロより大きい場合に、前記スタータリレーが故障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４又は請求項５に記載のエンジン始動装置。
【請求項７】
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、
前記所定の時間は、前記スタータリレーを介して前記コイルに電流が供給されても、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ない時間である請求項３から請求項６の何れか一項に記載のエンジン始動装置。
【請求項８】
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、を備える
請求項１から請求項６の何れか一項に記載のエンジン始動装置。
【請求項９】
前記スタータリレーから前記コイルへの電流の供給を制御するコイル保護用リレーと、
前記故障検出手段により、前記スタータリレーの接点溶着が発生したと判定された場合に、前記コイル保護用リレーにより前記スタータリレーから前記コイルへの電流の供給を遮断するコイル用電流供給制御手段とを更に備える
請求項７又は請求項８に記載のエンジン始動装置。
【請求項１０】
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、前記スタータリレーの接点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第１固定接点用電流供給制御手段と、を更に備える
請求項７から請求項９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、モータが過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、スタータに対してスタータリレーを介さずに電力が供給されている場合においては、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電流計と、スタータリレーの接点がスタータへの電流の供給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電流計により測定された電流値に基づいて、スタータリレーの接点溶着の発生を検出する故障検出手段と、を備える。
【００１０】
また、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前記スタータへの電流の供給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電流計の電流値がゼロより大きい場合に、スタータリレーの接点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、スタータリレーの接点溶着が発生したと判定された場合に、スタータリレーの接点を開閉させるように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、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ようにしてもよい。
【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。
【００１４】
また、上記エンジン始動装置において、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電流計の電流値がゼロより大きい場合に、スタータリレーが故障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。
【００１５】
また、上記エンジン始動装置において、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、所定の時間は、スタータリレーを介してコイルに電流が供給されても、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ない時間であってもよい。
【００１６】
また、上記エンジン始動装置において、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、を備えるようにしてもよい。
【００１７】
また、上記エンジン始動装置において、スタータリレーからコイルへの電流の供給を制御するコイル保護用リレーと、故障検出手段により、スタータリレーの接点溶着が発生したと判定された場合に、コイル保護用リレーにより前記スタータリレーからコイルへの電流の供給を遮断するコイル用電流供給制御手段とを更に備えるようにしてもよい。
【００１８】
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、スタータリレーの接点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第１固定接点用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】
【００１９】
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】
【００２０】
【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、スタータリレー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、スタータリレー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、スタータリレーの接点溶着を回復させる際の状態を示す図である。
【図９】本発明の変形例に係るエンジン始動装置を示す模式的な構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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からスタータ１０の後述するＳ端子１２への電流の断接を行うコイル保護用リレー６３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、電流計９１と、を備えている。
【００２４】
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。
【００２５】
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、コイル保護用リレー６３の接点６５を介してバッテリ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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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に電流が供給されている状態となっている。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。
【００２９】
コイル保護用リレー６３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６４と、コイル６４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の固定接点５２との間を電気的に開閉可能な接点６５とを有する。
【００３０】
コイル保護用リレー６３では、コイル６４の一端側に接続されたＥＣＵ８０により、コイル６４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６４に供給されないので、コイル６４に電流が流れず、接点６５は閉状態となっている。このため、バッテリ５から固定接点５２に電流が供給されている状態となっている。一方、コイル６４の一端側に接続されたＥＣＵ８０により、コイル６４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６４に供給され、コイル６４を電流が流れて、接点６５を開状態にさせようとする磁界が生成され、接点６５が開状態となる。これにより、スタータリレー５０の固定接点５２には、バッテリ５からの電流が供給されない状態となる。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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）をＥＣＵ８０に出力する。
【００４６】
ＥＣＵ８０は、スタータリレー５０、スタータ保護用リレー６０、コイル保護用リレー６３、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、コイル用電流供給制御手段、及び第１固定接点用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。
【００４７】
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。
【００４８】
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（すなわち、スタータリレー５０の接点がスタータ１０への電流の供給を遮断する開状態となるように設定され、コイル５１に電流が供給されないようになっている場合、例えば、キースイッチ６がオフになった場合）に、電流計９１により測定された電流値が０（ゼロ）よりも大きいか否かを判定し、電流値が０よりも大きい場合には、スタータリレー５０において接点溶着が発生しているためにスタータ１０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。
【００４９】
電流供給制御部８３は、故障検出部８２から、スタータリレー５０において接点溶着が発生しているためスタータ１０における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とともに、コイル保護用リレー６３を制御して、スタータリレー５０を介してのスタータ１０のＳ端子１２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。また、電流供給制御部８３は、コイル保護用リレー６３のコイル６４の一端を接地させることにより、コイル保護用リレー６３のコイル６４にバッテリ５からの電流を流すようにする。この結果、コイル保護用リレー６３の接点６５が開状態となり、バッテリ５からコイル保護用リレー６３、スタータリレー５０を介してのスタータ１０のＳ端子１２への電流の供給が遮断される。これにより、スタータ１０の吸引コイル２４の損傷を防止することができる。
【００５０】
また、電流供給制御部８３は、故障検出部８２からスタータリレー５０において接点溶着が発生した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、スタータリレー５０の開閉を行うことにより、マグネットスイッチ２０の可動接点２６と、固定接点２１，２２とが接触して、すなわち接点が閉じて溶着されてしまうことを防止するために、スタータリレー５０からの電流が供給された場合であってもマグネットスイッチ２０の接点が閉じない時間とするようにしてもよい。この制御によると、スタータリレー５０の可動接点５４には、固定接点５２，５３に押される方向と、固定接点５２，５３から離される方向とに力が加えられ、固定接点５２，５３と可動接点５４との溶着が効果的に解消されることとなる。
【００５１】
電流供給制御部８３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、ここでは、コイル保護用リレー６３を閉状態に制御した状態で、制御リレー６６を開状態に制御した場合における電流計９１の電流値が０より大きいか否かを判定し、電流値が０より大きい場合には、所定の時間の通電を繰り返して実行する一方、電流値が０より大きくない場合（すなわち、電流値が０になった場合）には、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における電流計９１の電流値が０よりも大きい場合に、スタータリレー５０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。
【００５２】
警告出力部８４は、電流供給制御部８３からスタータリレー５０が接点溶着により故障している旨の通知を受けると、スタータリレー５０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、スタータリレー５０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、スタータリレー５０を交換する必要があることを把握することができる。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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）。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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）。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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、スタータリレー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、スタータリレー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、スタータリレー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。
【００７２】
故障検出部８２は、電流計９１の電流値が０［Ａ］より大きいか否かを判定する（ステップＳ２１）。
【００７３】
この結果、電流値が０［Ａ］より大きくない場合、すなわち、電流値が０［Ａ］の場合（ステップＳ２１：ＮＯ）には、スタータ１０に連続通電が発生してい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。
【００７４】
一方、電流値が０［Ａ］より大きい場合（ステップＳ２１：ＹＥＳ）には、図６に示すように、スタータリレー５０の接点が溶着し、キースイッチ６がオフの場合（すなわち、スタータリレー５０の接点がスタータ１０への電流の供給を遮断する開状態となるように設定されている場合）でもスタータリレー５０からスタータ１０のＳ端子１２に電流が供給され、スタータ１０のモータ３１に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、スタータリレー５０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。
【００７５】
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とともに、コイル保護用リレー６３を制御して、スタータリレー５０を介してのスタータ１０のＳ端子１２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防止できる。また、図７に示すように、Ｓ端子１２を介して吸引コイル２４及び保持コイル２５へ電流が供給されなくなり、吸引コイル２４及び保持コイル２５の過熱による損傷を適切に防止できる。
【００７６】
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、スタータリレー５０のプランジャ５５に接続されている可動接点５４には、固定接点５２，５３に押される方向と、固定接点５２，５３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５２，５３と可動接点５４との溶着の解消が促進される。
【００７７】
次いで、電流供給制御部８３は、コイル保護用リレー６３の接点が一時的に閉状態となるように制御して、固定接点５２にバッテリ５からの電流が一時的に供給されるようにし、故障検出部８２は、その状態での電流計９１の電流値が０［Ａ］となったか否かを判定する（ステップＳ２５）。
【００７８】
この結果、電流計９１の電流値が０［Ａ］となった場合（ステップＳ２５：ＹＥＳ）には、スタータリレー５０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。
【００７９】
一方、電流計９１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、スタータリレー５０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、スタータリレー５０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、スタータリレー５０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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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、電流計９１により電流値を検出するようにしたので、この電流値によりスタータリレー５０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、スタータリレー５０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。また、スタータリレー５０に接点溶着が発生している場合に、コイル保護用リレー６３を制御してスタータ１０のＳ端子１２への電流の供給を遮断するようにしたので、スタータ１０の吸引コイル２６等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。
【００８３】
また、本実施形態に係るエンジン始動装置１によると、スタータリレー５０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うようにしたので、スタータリレー５０の接点溶着を解消して、スタータリレー５０の機能を回復させることができる。
【００８４】
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。
【００８５】
例えば、上記実施形態では、スタータリレー５０の固定接点５２の上流側に、コイル保護用リレー６３を備えるようにしていたが、本発明はこれに限られず、スタータ保護用リレー６０にコイル保護用リレー６３の役割を持たせるようにしてもよい。すなわち、図９に示すように、スタータ保護用リレー６０の接点６２の下流側の配線を分岐させてスタータリレー５０の固定接点５２と接続させるようにしてもよい。このようにすると、スタータ保護用リレー６０の接点を開状態に制御することにより、スタータリレー５０の固定接点５２と、スタータ１０のＢ端子１１への電流の供給を遮断することができる。
【００８６】
また、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。
【００８７】
また、上記実施形態では、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、固定接点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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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に電流を直接供給するようにしてもよい。
【００９１】
また、上記実施形態では、連続通電検出対処処理において、スタータリレー５０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、スタータリレー５０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。
【００９２】
また、上記実施形態では、スタータリレー５０に接点溶着が発生したことを検出した場合に、コイル保護用リレー６３を制御して、スタータリレー５０を介してのスタータ１０のＳ端子１２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、コイル保護用リレー６３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、コイル保護用リレー６３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、コイル保護用リレー６３を制御して、スタータリレー５０を介してのスタータ１０のＳ端子１２への電流の供給を遮断するようにしてもよい。
【００９３】
また、上記実施形態では、スタータリレー５０に接点溶着が発生したことを検出した場合に、コイル保護用リレー６３を制御して、スタータリレー５０を介してのスタータ１０のＳ端子１２への電流の供給を遮断するようにし、コイル保護用リレー６３の接点を一時的に閉状態に制御することにより溶着が解消したか否かを検出する際（ステップＳ２５）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。
【００９４】
また、スタータ１０の構成は、上記実施形態の構成に限られず、スタータリレー５０からの電流の供給を受けてエンジン２の始動を開始するスタータであれば任意の構成でよい。
【符号の説明】
【００９５】
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
６３  コイル保護用リレー
６４  コイル
６５  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  電流計
【図１】
2017227178.tif 000003
【図２】
2017227178.tif 000004
【図３】
2017227178.tif 000005
【図４】
2017227178.tif 000006
【図５】
2017227178.tif 000007
【図６】
2017227178.tif 000008
【図７】
2017227178.tif 000009
【図８】
2017227178.tif 000010
【図９】
2017227178.tif 000011