起動器保護裝置的製作方法
2023-04-29 10:13:06
專利名稱：起動器保護裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及為了使摩託車等車用發動機起動的起動電動機(起動馬達)的保護裝置，具體來說，是關於如下所述的起動器保護裝置。在起動器開關(起動開關)被操作期間，使起動電動機的動作持續，從而使發動機可靠地起動，與此同時，在發動機轉動之中和發動機停止後的一定時間內，對起動電動機的起動進行阻止，防止起動器小齒輪跳入到轉動中的齒圈上，以對發動機起動系統進行保護。
在實開昭53-37838號公報中，記載了一種起動器保護裝置，該裝置在用起動器開關對起動器進行起動動作的電路上，起動器開關一旦斷開，使其一定時間內不能進行起動(起動電動機)動作。
在特公昭53-41300號公報中，記載了一種車用起動器保護裝置，該裝置具有起動器繼電器，它具有在起動器的輔助端子與直流電源之間插入連接的接點以及對接點進行驅動的線圈；頻率檢測電路，它將車載交流發電機的交流電壓作為輸入，當交流電壓的頻率成為一定值以上時，使起動器繼電器的接點斷開；延時裝置，它對頻率檢測電路的輸出級電晶體進行控制，以使交流電壓消失後一定時間起動器繼電器的接點仍斷開，因此，該裝置在達到良好的發動機起動的同時，還具有起動器保護機能。
在特公昭54-40698號公報中，記載了一種車用起動器保護裝置，該裝置具有起動器繼電器，它具有在起動器的輔助端子與直流電源之間插入連接的接點以及對接點進行驅動的線圈；頻率檢測電路，它將車載交流發電機的交流電壓作為輸入，當交流電壓的頻率達到一定值以上時，使起動器繼電器的接點斷開；起動器開關，用於對起動器繼電器線圈的電流迴路進行接通或斷開；電容器，它連接於起動器繼電器的非電源側與接地之間；引導電路，用於將此電容器上的電壓引導到頻率檢測電路，以使在起動器繼電器進行了再次閉合時，使頻率檢測電路在規定時間內不動作。
實開昭53-37838號公報中記載的起動器保護裝置，由於起動器開關一旦斷開，使其一定時間內不能進行起動動作，在前面的起動器開關的操作沒能夠使發動機起動的情況下，即使發動機處於完全停止的狀態，在經過了一定時間之前，是不能夠使發動機進行再起動的。
特公昭53-41300號公報及特公昭54-40698號公報中記載的車用起動器保護裝置，由於在構成上，是根據交流發電機所發的交流電的頻率對發動機的轉速進行檢測，在達到設定轉速以上時，切斷起動系統(起動電動機停止)，所以，在將此種構成的車用起動器保護裝置用於摩託車時，因發動機的初爆等造成超過設定轉速時，導致起動電動機停止，從而使起動性能降低，令人感到使用不便。
例如，在發動機難於起動時，在起動器開關操作期間，希望持續地供給起動電動機的驅動力，以使發動機可靠地起動。然而，因為是根據發電機轉速(交流電壓的頻率)的檢測，使起動電動機停止下來，因此，使得起動電動機的驅動力不能夠被有效地利用到最後。
本發明是為了解決這樣的課題所進行的，目的是提供一種起動器保護裝置，該裝置在起動器開關被操作期間，使起動電動機的動作持續，從而使發動機可靠地起動，與此同時，在發動機轉動之中和發動機剛剛停止之後，即使操作起動器開關，因對起動電動機的起動進行阻止，通過防止起動器小齒輪跳入到轉動中的齒圈上，使發動機起動系統得到保護。
為解決上述課題的關於本發明的起動器保護裝置，其特徵在於該裝置在構成上具有齒圈，它固定在曲軸上；慣性跳入式起動器小齒輪，它與上述齒圈相嚙合；起動電動機，用於給上述慣性跳入式起動器小齒輪提供轉動力；起動控制單元，它對上述起動電動機的運轉進行控制；在該裝置上，起動控制單元具有定時器，它在與曲軸轉動相伴的信號和啟動器開關信號被輸入的同時，相對於與曲軸轉動相伴的信號保持一定時間輸出，在定時器停止輸出的狀態下，起動器開關接通時，在起動器開關被接通期間，讓起動電動機運轉，在定時器有輸出的狀態下，起動器開關接通時，到定時器的輸出停止之前，抑制起動電動機的運轉。
再有，關於本發明的起動器保護裝置在構成上最好是起動控制單元與點火單元為一體化，將點火脈衝發生器輸出的信號作為上述與曲軸轉動相伴的信號進行使用。
關於本發明的起動器保護裝置，在定時器的輸出為停止狀態下，起動器開關接通時，在起動器開關操作期間，由於能夠繼續使起動電動機動作，所以使發動機能夠可靠地起動。
另外，在發動機的轉動中和從發動機停止開始經一定時間為止的期間，即使操作起動器開關，由於根據定時器輸出，起動電動機的動作被制止，因此能夠防止起動器小齒輪跳入到轉動中的齒圈上，對發動機起動系統進行保護。
再有，由於在構成上，對起動電動機的運轉進行控制的起動控制單元和對發動機的點火進行控制的點火單元為一體化構成，將點火脈衝發生器輸出的信號作為與曲軸轉動相伴的信號進行使用，因此，能夠有利於起動器保護裝置的小型化和經濟化。
附圖簡要說明
圖1所示為具有關於本發明的起動器保護裝置的起動·點火系統的構成方框圖。
圖2所示為具有關於本發明起動器保護裝置的起動·點火系統的另一形態的構成方框圖。
圖3所示為具有關於本發明起動器保護裝置的起動·點火系統的再一形態的構成方框圖。
圖4所示為起動電動機、慣性跳入式起動器小齒輪以及固定於曲軸上的齒圈的一具體例的構造剖視圖。
圖5所示為起動控制裝置的動作時間圖。
1… 起動·點火系統；2…CDI單元；3，30…起動控制單元；8…起動器開關(起動開關)；9…停止開關；10…起動用繼電器；12…脈衝發生器；13…起動電動機；14…起動電動機驅動用場效應電晶體；22…波形整形電路；30B…構成定時器的再觸髮式單穩態多諧振蕩器；31…2輸入與門電路；32…定時器；33…阻止定時器輸入用NPN電晶體；34…起動繼電器驅動用NPN電晶體；36…再起動阻止用NPN電晶體；41…定時器時間設定用電容器；42…急速充電用NPN電晶體；43…定時器時間設定用放電電阻；77a…齒圈；115…跳入齒輪機構；117…慣性跳入式起動器小齒輪；140…曲軸。
以下參照附圖對本發明的實施例進行說明。
圖1為具有關於本發明的起動器保護裝置的起動·點火系統的構成方框圖。
圖1所示的起動·點火系統1是在圖中未示出的對發動機的點火進行控制的CDI單元(電容放電式點火控制單元)2內，將對起動電動機的運轉進行控制的起動控制單元3一體化構成的。
起動·點火系統1具有電池4、ACG(交流發電機)5和REG/REC(電壓調整/整流電路)6。
ACG5與圖中未示出的發動機的曲軸相連接。
在發動機的轉動狀態，利用ACG發出的交流電，利用REG/REC6進行整流和電壓調整，變換為直流電，在給電池4進行充電的同時，供給各負載。
再有，在REG/REC6內，具有反向電流防止二極體等，用來防止電池4的電功率供給到REG/REC6側。
電池4的直流電源通過熔斷器7供給到CDI單元2內的電源電路21，與此同時，還供給起動器開關(起動開關)8的一端和停止開關9的一端。
電池4的直流電源供給到起動用繼電器(起動繼電器)10的接點10a的一端。
起動器開關8根據例如按下起動按鈕(圖中未示出)等起動操作而閉合，在起動按鈕按下的持續時間內，持續為閉合狀態。
根據起動操作，起動器開關8一旦閉合，電池4的直流電源提供給起動控制單元3內的2輸入與門(邏輯積)電路31的一個輸入端、和起動繼電器10的勵磁線圈10a的一端。
停止開關9與制動操作相連動被閉合，一旦進行制動操作，停止開關9被閉合，電池4的直流電源就提供給起動控制單元3內的2輸入與門(邏輯積)電路31的另一個輸入端，與此同時，電池4的直流電源還提供給停止信號燈(停止燈)11。
由此，在制動操作時，停止信號燈11發光，對處於制動操作狀態進行可視顯示。
發動機的曲軸(圖中未示出)的轉動位置利用脈衝發生器(曲軸轉動位置檢測器)12進行檢測。
圖1中示出使用具有脈衝發生器線圈的脈衝發生器12的例子，該脈衝發生器線圈用來對在曲軸的規定位置上或ACG5的轉動軸規定位置上固定的磁鐵發出的磁通進行檢測。
利用此脈衝發生器(曲軸轉動位置檢測器)12檢測的曲軸轉動位置檢測信號12a供給到CDI單元2內的波形整形電路22。
CDI單元2具有電源電路21、波形整形電路22、變換器23、點火控制電路24、主電容器25、晶體閘流管(SCR)26、起動控制單元3。
電源電路21將電池4和在發動機轉動中利用ACG5發電再通過REG/REC6供給的直流電作為輸入，以比電池電壓還低的電壓，生成穩定的電路用電源VCC進行輸出。
電路用電源VCC供給至波形整形電路22、變換器23、點火控制電路24、起動控制單元3等各個電路部分。
波形整形電路22對由脈衝發生器12給出的曲軸轉動位置檢測信號12a實行整形，生成2值電平的曲軸轉動位置信號22a而進行輸出。
曲軸轉動位置信號22a提供給點火控制電路24和起動控制單元3。
變換器23利用升壓型DC-DC變換器(直流-直流變換器)構成，生成比電路用電源VCC充分高的升壓電壓23a而進行輸出。
從變換器23輸出的升壓電壓23a供給到由主電容器25和點火用線圈(點火線圈)27的一次線圈27a構成的串聯電路，利用升壓電壓23a給主電容器25充電。
點火控制電路24根據由波形整形電路22供給的曲軸轉動位置信號22a，在對曲軸轉動位置進行識別的同時，根據曲軸轉動位置信號22a的周期(或單位時間內曲軸轉動位置信號22a產生的次數)對發動機的轉動周期(發動機的轉速)進行識別，根據發動機的轉動周期(發動機的轉速)，實行點火定時的提前角、滯后角的調整，利用調整了提前角、滯后角的點火定時來生成觸發脈衝信號24a而進行輸出。
觸發脈衝信號24a供給到晶體閘流管26的控制極。根據此觸發脈衝信號24a，晶體閘流管26被驅動為導通狀態。
由於晶體閘流管26的導通，主電容器25上所充有的電荷利用由點火用線圈27的一次線圈27a-主電容器25-晶體閘流管26構成的閉合迴路進行急速放電。
並且，將此急速放電在點火用線圈27的二次線圈27b上感應出的高電壓供給到火花塞28，實行圖中未示出的發動機的點火。
起動控制單元3具有2輸入與門(邏輯積)電路31，它將起動器開關8和停止開關9的各操作信息分別作為輸入；定時器32，它將曲軸轉動位置信號22a作為輸入信號而進行動作；阻止定時器輸入用NPN電晶體33，它禁止曲軸轉動位置信號22a對定時器電路32的輸入；起動繼電器驅動用NPN電晶體34；倒相器(反相電路)35，用於將定時器輸出32a的邏輯電平進行倒相；再起動阻止用NPN電晶體36，它根據此倒相器(反相電路)35的輸出，禁止2輸入與門(邏輯積)電路31的輸出供給到NPN電晶體33的基極；各個電晶體的基極電阻37～40。
定時器32具有急速充電用NPN電晶體42，用於根據曲軸轉動位置信號22a對定時器時間設定用電容器41進行急速充電；
放電電阻43，它與定時器時間設定用電容器41並聯連接，對定時器時間設定用電容器41的放電時間常數進行設定；定時器輸出用倒相器44，它將定時器時間設定用電容器41的充電電壓作為輸入，產生2值電平的定時器輸出信號32a。
再有，定時器輸出用倒相器44使用的是施密特觸發器型的變換器，其輸出從L電平向H電平變化時的輸入電壓閾值與其輸出從H電平向L電平變化時的輸入電壓閾值不相同。
圖1所示起動·點火系統1，在起動器開關8和停止開關9同時操作的情況下，即，在進行了制動操作的狀態下，進行起動操作時，發動機能夠起動。
在起動器開關8和停止開關9同時閉合時，2輸入與門電路31的輸出為H電平。
此2輸入與門電路31的輸出通過基極電阻37供給到阻止定時器輸入用NPN電晶體33的基極。
在圖中未示出的發動機停止狀態，由於從脈衝發生器12不能輸出曲軸轉動位置檢測信號12a，從波形整形電路22也就沒有曲軸轉動位置信號22a的輸出。
因此，定時器32內的定時器時間設定用電容器41的電荷通過放電電阻43被放電，因定時器輸出用倒相器44的輸入電壓達到閾值以下，作為定時器輸出用倒相器44的輸出的定時器輸出信號32a成為H電平。
一旦定時器輸出信號32a成為H電平，倒相器35的輸出則成為L電平，因此，再起動阻止用NPN電晶體36的基極成為L電平，再起動阻止用NPN電晶體36成為截止(非導通)狀態。
因此，根據2輸入與門電路31的輸出，經基極電阻37，將基極電流供給到阻止定時器輸入用NPN電晶體33，此阻止定時器輸入用NPN電晶體33成為導通狀態。
另一方面，由於起動器開關8的閉合，通過此起動器開關8電池4的直流電壓供給到起動繼電器10的勵磁線圈10b的一端。
起動繼電器10的勵磁線圈10b的另一端與起動繼電器驅動用NPN電晶體34的集電極相連接。
並且，定時器32的輸出信號32a成為H電平時，經基極電阻39，將基極電流供給到起動繼電器驅動用NPN電晶體34，此起動繼電器驅動用NPN電晶體34成為導通狀態，所以，電池4沿熔斷器7-起動器開關8-起動繼電器10的勵磁線圈10b-起動繼電器驅動用NPN電晶體34的路徑，向起動繼電器10的勵磁線圈10b供給勵磁電流，使起動繼電器10的接點10a閉合。
起動繼電器10的接點10a一旦閉合，沿著電池4-起動繼電器10的接點10a-起動電動機13的路徑，電池4的直流電源供給到起動電動機13，起動電動機13被起動。
再有，起動電動機13所使用的是直流電動機。
起動電動機13一旦被起動，如後面所述的慣性跳入式起動器小齒輪與固定在曲軸上的齒圈相嚙合，將起動電動機的轉動動力傳遞給曲軸，使曲軸進行轉動。
曲軸一旦被驅動進行轉動，曲軸的轉動位置被脈衝發生器12進行檢測，從脈衝發生器12輸出曲軸轉動位置檢測信號12a。
波形整形電路22對曲軸轉動位置檢測信號12a實行整形，輸出曲軸轉動位置信號22a。
點火控制電路24根據曲軸轉動位置信號22a，生成觸發脈衝信號24a，實行發動機的點火控制。
另一方面，波形整形電路22輸出的曲軸轉動位置信號22a通過基極電阻38供給到定時器32的輸入，在起動器開關8和停止開關9同時被操作的起動狀態下，根據2輸入與門電路31的H電平輸出，阻止定時器輸入用NPN電晶體33處於導通狀態，因此，定時器32內的急速充電用NPN電晶體42的基極電位被固定於L電平。
即，在起動器開關8和停止開關9同時被操作的起動狀態下，利用阻止定時器輸入用NPN電晶體33，阻止曲軸轉動位置信號22a供給到定時器32。
因此，在起動器開關8和停止開關9同時被操作的起動狀態下，定時器32的輸出信號32a保持為H電平的狀態，所以，能夠持續地通過起動繼電器10向起動電動機13供電。使起動電動機13的轉動驅動能夠持續。
所以，在起動器開關8和停止開關9同時被操作的起動狀態下，讓起動電動機13的轉動驅動持續，能夠使發動機可靠地進行起動。
在發動機的起動狀態下，起動器開關8或停止開關9的任何一個，或起動器開關8和停止開關9兩者同時為斷開時，2輸入與門電路31的輸出成為L電平，因此，阻止定時器輸入用NPN電晶體33成為截止狀態。
一旦此阻止定時器輸入用NPN電晶體33成為截止狀態，波形整形電路22輸出的曲軸轉動位置信號22a通過基極電阻38供給到急速充電用NPN電晶體42的基極。
由於此基極電流的供給，急速充電用NPN電晶體42被驅動為導通狀態。
一旦急速充電用NPN電晶體42成為導通狀態，電路用電源VCC通過急速充電用NPN電晶體42供給到定時器時間設定用電容器41，定時器時間設定用電容器41被急速充電。
一旦定時器時間設定用電容器41被急速充電，定時器輸出用倒相器44的輸出成為L電平，因此，對起動繼電器驅動用NPN電晶體34供給的基極電流被停止，起動繼電器驅動用NPN電晶體34成為截止狀態。
由此，切斷了起動繼電器10的勵磁線圈10b勵磁電流的供給，使起動繼電器10的接點10a斷開，切斷了起動電動機13的電源供給。
再有，在圖1所示的電路中，由於在構成上，是通過起動器開關8給起動繼電器10的勵磁線圈10b供電，因此，在起動器開關斷開的時間內，給起動繼電器10的勵磁線圈10b供給的電源被切斷，使起動繼電器10的接點10a斷開，切斷了起動電動機13的電源供給。
定時器32在構成上，是從根據曲軸轉動位置信號22a產生L電平的定時器輸出32a的時間開始，在預先設定的定時器時間的期間，保持L電平的定時器輸出32a。定時器時間設定為數百毫秒(例如0.5秒)。
因此，在構成上，儘管在曲軸以極其低的轉速進行轉動的情況下，曲軸轉動位置信號22a的周期極其長時，定時器輸出32a仍保持L電平，從曲軸轉動停止(發動機停止)，曲軸轉動位置信號22a的輸出消失起，在經過數百毫秒(例如0.5秒)左右之時，定時器輸出32a恢復為H電平。
在定時器輸出32a為L電平的期間，倒相器35的輸出為H電平，通過基極電阻40向再起動阻止用NPN電晶體36供給基極電流，因此，再起動阻止用NPN電晶體36成為導通狀態。
一旦再起動阻止用NPN電晶體36成為導通狀態，對2輸入與門電路31向定時器輸入用NPN電晶體33提供的輸出進行阻止。
因此，在定時器輸出32a為L電平的期間(也就是說，在曲軸在轉動之中，或者從曲軸轉動停下來的時刻開始到經過了定時器時間為止的期間)，即使進行了起動器開關8和停止開關9的雙方都被接通的再起動操作，起動電動機13也不能夠進行起動。
再有，在圖1所示的電路構成中，在定時器輸出32a為H電平的狀態下，若操作起動器開關8使其為閉合狀態時，起動繼電器10進行動作，起動電動機13被加電，起動電動機13能夠起動，然而由於起動電動機13的轉動輸出，使曲軸被驅動而轉動，在根據曲軸轉動位置信號22a，使定時器32的輸出信號32a變為L電平之時，由於起動繼電器驅動用NPN電晶體34成為截止狀態，使起動繼電器10恢復，能夠在定時器時間的期間對起動電動機13的加電進行阻止。
但是，在起動器開關8的閉合狀態持續保持的情況下，由於給起動電動機13的供電是以定時器時間為周期，間歇地進行，所以，形成了不需要的電力消耗，這是所不希望的。
因此，如圖2所示那樣，在停止開關9的後面將起動器開關8串聯連接，在起動器開關8和停止開關9同時被操作為閉合狀態的情況下，在給起動繼電器10的勵磁線圈10b供給電源的同時，構成了通過基極電阻37給阻止定時器輸入用NPN電晶體33提供基極電流的迴路，所以，能夠在單獨操作了起動器開關8的狀態下，使起動電動機13的供電不能實行。
再有，在圖2所示的電路中，由於停止開關9與起動器開關8串聯連接，在構成上形成各開關的邏輯積輸出，因此，可以將圖1所示的2輸入與門電路31去掉。
圖3所示為具有關於本發明起動器保護裝置的起動·點火系統的其他的實施例的構成方框圖。
圖3所示的起動控制單元30具有3輸入與門電路30A、構成定時器的再觸髮式單穩態多諧振蕩器30B、柵極激勵電路30C。
再觸髮式單穩態多諧振蕩器30B，當其起動信號輸入端30D上所供給的信號的邏輯電平為L電平時，根據觸發輸入端30E上所供給的曲軸轉動位置信號22a，在預先設定的定時器時間期間內，從輸出端30F輸出L電平的單穩態多諧振蕩器輸出信號(定時器輸出信號)30f。
再有，在構成上，再觸髮式單穩態多諧振蕩器30B，在單穩態多諧振蕩器輸出信號(定時器輸出信號)30f被輸出的期間，如果觸發輸入端30E上被供給了下一個曲軸轉動位置信號22a時，從此曲軸轉動位置信號22a被供給的時間開始重新在預先設定了的定時器時間內，保持L電平的單穩態多諧振蕩器輸出信號(定時器信號)30f。
這裡，再觸髮式單穩態多諧振蕩器30B被設定為例如0.5秒左右。
另外，在構成上，再觸髮式單穩態多諧振蕩器30B，當其起動信號輸入端30D上所供給信號的邏輯電平為H電平時，在作為單穩態多諧振蕩器的動作停止的同時，從輸出端30F輸出H電平的單穩態多諧振蕩器輸出信號(定時器輸出信號)30f。
在3輸入與門電路30A上，起動器開關8被操作時變為H電平的起動器開關操作信號、停止開關9被操作時變為H電平的停止開關操作信號、再觸髮式單穩態多諧振蕩器30B的單穩態多諧振蕩器輸出信號(定時器輸出信號)30f被分別輸入。
3輸入與門電路30A的邏輯積輸出信號30a供給到再觸髮式單穩態多諧振蕩器30B的起動信號輸入端30D以及柵極激勵電路30C。
柵極激勵電路30C，當接受來自3輸入與門電路30A的邏輯積輸出信號30a是H電平的邏輯積輸出信號時，提供給起動電動機驅動用場效應電晶體14的柵極以用來使起動電動機驅動用場效應電晶體14導通的柵極電壓。
而且，在構成上，一旦起動電動機驅動用場效應電晶體14成為導通狀態，電池4的直流電源就供給到起動電動機13，起動電動機13被驅動而轉動。
由於以上的構成，在再觸髮式單穩態多諧振蕩器30B的單穩態多諧振蕩器輸出信號(定時器輸出信號)30f處於H電平的狀態下，即，曲軸沒有轉動的狀態下，若起動器開關8及停止開關9同時被操作時，3輸入與門電路30A的邏輯積輸出信號30a成為H電平，根據此H電平的邏輯積輸出信號30a由柵極激勵電路30C供給起動電動機驅動用場效應電晶體14的柵極以柵極電壓，起動電動機驅動用場效應電晶體14被驅動為導通狀態，實施起動電動機13的轉動驅動。
另外，由於H電平的邏輯積輸出信號30a供給到再觸髮式單穩態多諧振蕩器30B的起動信號輸入端30D，再觸髮式單穩態多諧振蕩器30B作為單穩態多諧振蕩器的動作被停止，與此同時，持續輸出H電平的單穩態多諧振蕩器輸出信號(定時器輸出信號)30f。
因此，即使起動電動機13處於被驅動的狀態，只要起動器開關8及停止開關9同時繼續處於被操作的狀態，由於3輸入與門電路30A的邏輯積輸出信號30a保持為H電平，通過柵極激勵電路30C和起動電動機驅動用場效應電晶體14，能夠維持起動電動機13的運轉狀態。
由於起動器開關8或停止開關9的任何一個成為斷開狀態時，3輸入與門電路30A的邏輯積輸出信號30a則變為L電平，因此，起動電動機驅動用場效應電晶體14被控制為截止狀態，使起動電動機13的運轉停止。
另外，由於一旦3輸入與門電路30A的邏輯積輸出信號30a變為L電平，再觸髮式單穩態多諧振蕩器30B的起動信號輸入端30D成為L電平，因此，再觸髮式單穩態多諧振蕩器30B成為動作狀態。
由此，根據從波形整形電路22輸出的曲軸轉動位置信號22a，再觸髮式單穩態多諧振蕩器30B的單穩態多諧振蕩器輸出信號(定時器輸出信號)30f成為L電平。
此L電平的單穩態多諧振蕩器輸出信號(定時器輸出信號)30f，在曲軸轉動之中(發動機轉動之中)，以及從曲軸轉動停下來的時刻(發動機停止的時刻)開始到經過了定時器時間為止的期間被保持。
因此，在單穩態多諧振蕩器輸出信號(定時器輸出信號)30f為L電平的期間，即使起動器開關8及停止開關9同時被操作，3輸入與門電路30A的邏輯積輸出也不會成為H電平，在曲軸轉動之中(發動機轉動之中)，以及從曲軸轉動停下來的時刻(發動機停止的時刻)開始到經過了定時器時間為止的期間，能夠防止讓起動電動機13進行再運轉。
圖4所示為起動電動機、慣性跳入式起動器小齒輪以及固定於曲軸上的齒圈的一具體例的構造剖視圖。
一旦起動電動機13受到驅動，通過與在起動電動機13的輸出軸131的前端被形成的起動電動機小齒輪132相嚙合的輸入齒輪116，起動電動機13的轉動輸出被傳遞給跳入齒輪機構115，使慣性跳入式起動器小齒輪117向圖示的左方彈出，與固定半滑輪體77的外圓部形成的齒圈77a相嚙合，使固定半滑輪體77與曲軸140一同轉動，使發動機150進行起動。
再者，在圖4中，符號111為外側定子的磁鐵，符號112為內部轉子的繞組。
符號78為可動半滑輪體。
符號127為起動軸，當通過圖中未示出的起動臂與此起動軸127連接的圖中未示出的腳蹬起動踏板被踩下，起動軸127反抗復位彈簧101進行轉動時，主動斜齒輪100與起動軸127一體進行轉動，與其相嚙合的被動斜齒輪103一邊與滑動軸102一體進行轉動，一邊反抗摩擦彈簧向右方進行滑動，棘輪104與輪轂79的棘爪79a相嚙合，能夠強制地使曲軸140轉動，從而使發電機150進行起動。
圖5所示為圖1所示的起動控制裝置的動作時序圖。圖5(a)表示起動器開關8的操作狀態。圖5(b)表示停止開關9的操作狀態。圖5(c)表示起動電動機13的動作狀態。圖5(d)表示發動機的動作狀態。圖5(e)表示根據脈衝發生器12檢測出的曲軸轉動位置檢測信號12a。圖5(f)表示作為波形整形電路22的輸出的曲軸轉動位置信號22a。圖5(g)表示定時器32的輸出信號32a。
在曲軸未轉動的狀態(發動機停止的狀態)，如圖5(a)和圖5(b)所示那樣，起動器開關8和停止開關9一同被操作為閉合狀態時，從開關8、9共同成為閉合狀態的時刻t1開始，如圖5(c)所示那樣，起動電動機13開始運轉。
起動電動機13一旦開始運轉，如圖4所示那樣，使慣性跳入齒輪機構115的起動器小齒輪117彈出，與固定半滑輪體77的外圓部形成的齒圈77a相嚙合。
由於固定半滑輪體77固定於曲軸140上，因此，受起動電動機13的迴轉動力驅動，曲軸140進行轉動，如圖5(d)所示那樣，能夠使發動機150起動。
曲軸140一旦被驅動轉動，曲軸140的轉動被脈衝發生器12檢測出來，每當曲軸140的轉動位置到達特定的位置時，如圖5(e)所示那樣，從脈衝發生器12輸出曲軸轉動位置檢測信號12a。
波形整形電路22對曲軸轉動位置檢測信號12a施行波形整形，如圖5(f)所示那樣，輸出曲軸轉動位置信號22a。
在起動器開關8和停止開關9同時被操作為閉合狀態的情況下，根據2輸入與門電路31的邏輯積輸出(H電平)，阻止定時器輸入用NPN電晶體33被置為導通狀態，這樣一來，阻止了曲軸轉動位置信號22a向定時器32的輸入，因此，定時器32的輸出處於L電平。
在時刻t2，起動器開關8和停止開關9被操作為斷開的狀態時，2輸入與門電路31的邏輯積輸出變為L電平，阻止定時器輸入用NPN電晶體33成為截止狀態，由於曲軸轉動位置信號22a被輸入到定時器32，使定時器輸出信號32a變為L電平。
一旦定時器輸出信號32a變為L電平，起動繼電器驅動用NPN電晶體34變為截止狀態，起動繼電器10的接點10a成為斷開的狀態，因此，切斷了起動電動機13的電源，使起動電動機13的運轉停止。
定時器32在以輸入曲軸轉動位置信號22a的時刻開始的預先設定了的定時器時間的期間內保持H電平的定時器輸出信號32a，因此，在發動機動作中保持L電平的定時器輸出信號32a。
而且，在發動機停止時的最後的曲軸轉動位置信號22a在時刻t4被輸入時，在從時刻t4開始經過了預先設定的定時器時間之後的時刻t5，定時器輸出信號32a變為H電平。
在時刻t2，一旦解除了起動操作之後，在定時器輸出信號32a為L電平的期間(禁止起動電動機再起動的期間)中的例如時刻t3，即使起動器開關8和停止開關9同時被操作為閉合狀態，起動控制單元3在定時器輸出信號32a為L電平的期間，保持起動繼電器10的斷開狀態，因此，起動電動機13不能夠被起動。
另外，起動控制單元3在定時器輸出信號32a為L電平的期間，再起動阻止用NPN電晶體36被置為導通狀態，因此，根據2輸入與門電路31的邏輯積輸出，對阻止定時器輸入用NPN電晶體33被置為導通狀態進行阻止，因此，只要供給曲軸轉動位置信號22a，定時器32的輸出信號32a就不會向H電平變化。
因此，在發動機轉動之中和從發動機停止的時刻開始到經過了定時器時間為止的期間(例如時刻t3)，起動器開關8和停止開關9同時被操作為閉合狀態，且此狀態被保持時，直到定時器輸出信號32a變為H電平的時刻t5，起動電動機13才能夠再起動。
如上所述的關於本發明的起動控制單元3，在發動機轉動之中和從發動機停止的時刻開始到經過了定時器時間為止的期間(圖5所示的禁止起動電動機再起動的期間)，對起動電動機13的起動進行限制，因此，能夠防止在固定於曲軸上的齒圈77a的轉動狀態下，慣性跳入式起動器小齒輪117跳入到齒圈77a上。
由此，能夠防止在慣性跳入式起動器小齒輪117跳入到轉動中的齒圈77a上時撞擊齒圈77a而發生的異常噪聲，或損傷起動器小齒輪117及齒圈77a。
另外，關於本發明的起動控制單元3，由於在構成上，當起動器開關8和停止開關9同時被操作為閉合狀態，此狀態被持續的情況下，起動電動機13持續運轉，因此，即使在發動機難於起動時，也能夠有效地利用起動電動機13的驅動力，使發動機可靠地起動。
如上所述的關於本發明的起動保護裝置，在定時器的輸出停止的狀態下，起動器開關接通時，在起動器開關操作著的期間，由於在構成上，繼續使起動電動機動作，所以即使是發動機起動困難時，也能夠有效地利用起動電動機的驅動力，使發動機可靠地起動。
另外，在構成上，在發動機的轉動中和從發動機停止開始經一定時間為止的期間，即使操作起動器開關，由於根據定時器輸出，起動電動機的動作被制止，因此能夠防止起動器小齒輪跳入到轉動中的齒圈上，對發動機起動系統進行保護。
再有，由於在構成上，對起動電動機的運轉進行控制的起動控制單元和對發動機的點火進行控制的點火單元為一體化構成，將點火脈衝發生器輸出的信號作為與曲軸轉動相伴的信號進行使用，因此，可以有利於起動器保護裝置的小型化和經濟化。
權利要求
1.一種起動器保護裝置，其特徵在於包括齒圈，它固定在曲軸上；慣性跳入式起動器小齒輪，它與上述齒圈相嚙合；起動電動機，用於給上述慣性跳入式起動器小齒輪提供轉動力；起動控制單元，它對上述起動電動機的運轉進行控制；上述起動控制單元具有定時器，它在與曲軸轉動相伴的信號和啟動器開關信號被輸入的同時，相對於上述與曲軸轉動相伴的信號保持一定時間輸出，在上述定時器停止輸出的狀態下，起動器開關接通時，在起動器開關被接通期間，讓上述起動電動機運轉，在上述定時器有輸出的狀態下，起動器開關接通時，在上述定時器的輸出停止之前，抑制起動電動機的運轉。
2.如權利要求1所述的起動器保護裝置，其特徵在於上述起動控制單元與點火單元為一體化，將點火脈衝發生器輸出的信號作為上述與曲軸轉動相伴的信號進行使用。
全文摘要
起動器開關8和停止開關9同時被操作為閉合狀態時,起動繼電器10動作,接通起動電動機13的電源。在開關8、9的任何一個斷開之前,起動電動機13持續運轉。之後,在波形整形電路22對脈衝發生器12的輸出進行波形整形,將所得到的曲軸轉動位置信號22a提供給定時器32。定時器32在曲軸的轉動中和從轉動停止的時刻開始經定時器時間為止的期間,保持定時器輸出32a。利用定時器輸出32a,對曲軸在轉動狀態下起動電動機13的再起動進行阻止。
文檔編號F02N11/08GK1199820SQ9810545
公開日1998年11月25日 申請日期1998年3月12日 優先權日1997年5月20日
發明者小平茂, 西村誠司, 石誠 申請人:本田技研工業株式會社