發(fā)動機啟動裝置制造方法

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發(fā)動機啟動裝置制造方法
【專利摘要】無需車輛側配置的電池狀態(tài)的檢測電路就能夠實現抑制發(fā)動機啟動時的電氣設備瞬間中斷的發(fā)動機啟動裝置。若開始發(fā)動機啟動，則閉合啟動開關(108)，電流從電池(110)流向發(fā)動機啟動裝置。此時，短路開關(104)處于開路狀態(tài)，電流通過啟動電阻(102)后流向啟動電動機(100)。電壓判定裝置(106)判定為啟動電阻(102)與啟動電動機(100)之間電壓滿足預先設定的判定基準時，將短路開關(104)設為短路狀態(tài)。此時啟動電動機(100)在旋轉狀態(tài)下產生逆電動勢，因此流向啟動電動機(100)的電流被抑制，電池(110)的壓降足夠小，不會產生車輛的搭載電氣設備的動作瞬間中斷。若車輛的控制裝置判定發(fā)動機啟動的成立，則斷開啟動開關(108)，停止對發(fā)動機啟動裝置的通電。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及發(fā)動機啟動裝置。發(fā)動機啟動裝直

【背景技術】
[0002] 在現有技術中，在車輛用發(fā)動機例如搭載了汽油發(fā)動機的車輛中，作為發(fā)動機的啟動裝置設置了用于在啟動發(fā)動機時使發(fā)動機的曲柄軸旋轉規(guī)定轉速以上的啟動電動機。
[0003] 通過啟動電動機剛剛使發(fā)動機開始啟動之后，啟動電動機無旋轉，因此不會產生逆電動勢，所以在啟動電動機中有被稱為突入電流（inrush current)的大電流流動。由于該突入電流的產生，電池的輸出電壓會下降，搭載于車輛的音響或導航系統(tǒng)等電氣設備會發(fā)生瞬間中斷。
[0004] 特別是，在近幾年受到對環(huán)境問題的意識的提高和汽車尾氣限制而廣泛采用的、搭載了發(fā)動機自動停止/啟動系統(tǒng)（所謂怠速停止系統(tǒng)：idle stop)的車輛中，每次發(fā)動機停止后再次啟動時，存在產生電氣設備的瞬間中斷的情況。
[0005] 因此，專利文獻1公開了抑制啟動發(fā)動機時所產生的電池的壓降的發(fā)動機啟動控制裝置。
[0006] 專利文獻1公開的發(fā)動機啟動控制裝置具備電池和突入電流抑制裝置，突入電流抑制裝置具備：檢測電池的電池狀態(tài)的電池狀態(tài)檢測部、抑制突入電流的突入電流抑制部、對啟動電動機進行電力供給或電力供給的停止的繼電器、以及控制突入電流抑制部及繼電器的動作的動作控制部。
[0007] 并且，動作控制部基于電池狀態(tài)來控制突入電流抑制部的動作，從而抑制突入電流，由此抑制了啟動發(fā)動機時所產生的電池的壓降。
[0008] 在先技術文獻
[0009] 專利文獻
[0010] 專利文獻1 JP特開2009-68426號公報

【發(fā)明內容】

[0011] 發(fā)明要解決的問題
[0012] 在專利文獻1公開的方法中，"控制部"基于"電池狀態(tài)檢測部"檢測出的電池狀態(tài) 來進行"將作為突入電流抑制單元的電阻的兩端之間切換為短路狀態(tài)及開路狀態(tài)中的任一個狀態(tài)的短路開路狀態(tài)切換單元"的動作。
[0013] 因此，啟動電動機需要在電池附近另行配置電池狀態(tài)的檢測電路，需要從電池狀態(tài)的檢測電路（從車輛側）到啟動電動機的信號線等。此時，不僅需要上述信號線，還需要布線作業(yè)。
[0014] 因此，本發(fā)明的目的在于，不需要在車輛側配置的電池狀態(tài)的檢測電路，就能夠實現在啟動發(fā)動機時能抑制電氣設備的瞬間中斷且還能確保發(fā)動機啟動性的發(fā)動機啟動裝置。
[0015] 用于解決問題的手段
[0016] 為了解決上述問題，本發(fā)明的構成如下。
[0017] 本申請包括多個解決上述問題的手段，列舉其中一例的話，一種車輛的發(fā)動機啟動裝置，具備：從搭載于車輛的蓄電裝置接受電力供給且用于啟動發(fā)動機的啟動電動機；與啟動電動機串聯地電連接且抑制從蓄電裝置流入啟動電動機中的電流的電流抑制器；以及至少根據啟動電動機的兩端電壓來將電流抑制器的兩端切換為短路狀態(tài)及開路狀態(tài)中的任一個狀態(tài)的短路開路狀態(tài)切換器。
[0018] 發(fā)明效果
[0019] 根據本發(fā)明，不需要配置于車輛側的電池狀態(tài)的檢測電路，就能夠實現在啟動發(fā) 動機時能抑制電氣設備的瞬間中斷且還能確保發(fā)動機啟動性的發(fā)動機啟動裝置。
[0020] 上述以外的課題、構成及效果會通過以下實施方式的說明而變得明確。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021] 圖1是本發(fā)明的實施例1的示意結構圖。
[0022] 圖2是表示實施例1的動作的流程圖。
[0023] 圖3是本發(fā)明的實施例2的示意結構圖。
[0024] 圖4是本發(fā)明的實施例3的示意結構圖。
[0025] 圖5是本發(fā)明的實施例4的示意結構圖。
[0026] 圖6是本發(fā)明的實施例5的示意結構圖。
[0027] 圖7是關于啟動器與車輛的發(fā)動機之間的結構關系的說明圖。

【具體實施方式】
[0028] 在說明本發(fā)明的實施例之前，參照圖7來說明啟動器與車輛的發(fā)動機之間的結構關系。
[0029] 在圖7中，車輛的發(fā)動機1的曲柄軸6上安裝有環(huán)形齒輪7。另一方面，在產生用于啟動發(fā)動機1的旋轉驅動力的啟動器2的內部支撐電樞（未圖示）以使其能夠旋轉，在電樞的一端安裝有小齒輪5。該小齒輪5與環(huán)形齒輪7嚙合，從而能夠向發(fā)動機1傳遞啟動器2的旋轉驅動力。
[0030] 本發(fā)明的發(fā)動機啟動裝置不是檢測配置于車輛側的電池的狀態(tài)來抑制突入電流，而是檢測啟動電動機的電壓狀態(tài)來進行突入電流的抑制。
[0031] 以下，參照附圖來說明本發(fā)明的實施例。
[0032] 實施例1
[0033] 本發(fā)明的實施例1是基于電流抑制器與啟動電動機之間的電壓來使與電流抑制器并聯連接的短路開路狀態(tài)切換器動作的發(fā)動機啟動裝置的例子。
[0034] 圖1是本發(fā)明的實施例1的發(fā)動機啟動裝置的整體示意結構圖。
[0035] 如圖1所示，實施例1的發(fā)動機啟動裝置具備：一端被接地的啟動電動機100 ; - 端與啟動電動機100的另一端連接的啟動電阻（電流抑制器）102 ;與啟動電阻102并聯連接的短路開關（短路開路狀態(tài)切換器）104 ;以及基于啟動電阻102與啟動電動機100之間的點的電壓（電位）來操作短路開關104的短路及開路的電壓判定器106。
[0036] 由啟動電動機100、啟動電阻102、短路開關104、和電壓判定器106構成發(fā)動機啟動裝置。
[0037] 啟動電阻102的另一端經由啟動開關108、電池（蓄電裝置）110而接地。并且，通過閉合啟動開關108來從電池110向啟動電動機100供給電力。
[0038] 啟動電動機100例如是由磁位移式或減速齒輪式等公知的直流電動機構成的。
[0039] 啟動電阻102是在啟動電動機100啟動時抑制從電池110流入啟動電動機100的突入電流的電流抑制器。例如，期望在假設的電池110的充電量、內部電阻、使用溫度的范圍內，使用具有成為超過搭載于車輛的其他電氣設備的動作保障電壓的電池電壓的電阻值的啟動電阻。
[0040] 此外，短路開關104是將啟動電阻102的兩端之間切換為短路狀態(tài)及開路狀態(tài)中的任一個狀態(tài)的短路開路狀態(tài)切換器。若短路開關104變成短路狀態(tài)，則作為電流抑制器的啟動電阻102處于被短路的狀態(tài)。
[0041] 然后，電壓判定器106對啟動電阻102與啟動電動機100間的點的電壓、和預先設定的判定基準進行比較，向短路開關104提供指令信號，使短路開關104動作。
[0042] 另外，為了便于圖示，啟動開關108簡化了車輛運行開始的最初的啟動時駕駛員按入的點火鍵、和基于怠速停止而使發(fā)動機自動停止后再次啟動發(fā)動機時控制裝置（ECU) 所控制的開關的并聯電路，只用一個啟動開關108進行了表示。
[0043] 電池 110例如由如鉛蓄電池這樣的二次電池構成，是向發(fā)動機啟動裝置供給電力的裝置。
[0044] 接著，說明動作。圖2是表示實施例1的發(fā)動機啟動裝置的動作的流程圖。
[0045] 如圖2所示，若開始發(fā)動機啟動，則首先閉合啟動開關108,電流從電池110流向發(fā) 動機啟動裝置（步驟S101)。此時，不會產生逆電動勢，因此短路開關104處于開路狀態(tài)，電流通過啟動電阻102后流向啟動電動機100。由此，抑制突入電流的產生，電池110的壓降足夠小，其大小不足以產生搭載于車輛的電氣設備的動作瞬間中斷。
[0046] 接著，電壓判定器106取得通過從電池110供電而產生的、啟動電阻102與啟動電動機100之間的點的電壓（步驟S102)。在此，電壓判定器106判定啟動電阻102與啟動電動機100之間的點的電壓是否滿足預先設定的判定基準（步驟S103)。在判定為不滿足基準的情況下，返回步驟S102。
[0047] 在步驟S103中，在判定為啟動電阻102與啟動電動機100之間的點的電壓滿足預先設定的判定基準的情況下，電壓判定裝置106操作短路開關104,設為短路狀態(tài)（步驟 S104)。
[0048] 若短路開關104變成短路狀態(tài)，則啟動電阻102被短路而使得電流抑制停止，但此時啟動電動機100在旋轉狀態(tài)下產生逆電動勢，因此流過啟動電動機100的電流被抑制，電池110的壓降足夠小，其大小不足以產生搭載于車輛的電氣設備的動作瞬間中斷。
[0049] 接著，車輛的控制裝置（E⑶）判定發(fā)動機啟動是否成立（步驟S105)。在步驟S105 中，在判定為發(fā)動機啟動還不成立的情況下，返回步驟S105。在判定為發(fā)動機啟動成立的情況下，斷開啟動開關108,對發(fā)動機啟動裝置的通電停止（步驟S106)，發(fā)動機啟動結束。
[0050] 在此，期望將步驟S103中的判定基準設定成：在步驟S101中剛剛閉合啟動開關 108之后和步驟S104中短路開關104剛剛短路之后在不會產生電氣設備的瞬間中斷的范圍內，使從閉合啟動開關108開始至短路開關104被短路為止的時間盡可能的短。
[0051] 如以上所述，根據本發(fā)明的實施例1，由于在發(fā)動機啟動裝置中具備與啟動電動機 100串聯連接啟動電阻來判定啟動電動機100的電壓并判定是否將啟動電阻短路的電壓判定器106、和通過電壓判定器106來切換啟動電阻102的短路和開路的短路開關104,因此不需要在電池110附近配置檢測電池110的狀態(tài)的電池狀態(tài)檢測部，不需要該電池狀態(tài)檢測部與電池之間的信號線、以及連接電池狀態(tài)檢測部或ECU與對啟動電動機的電流抑制器等的信號線。
[0052] 另外，也不需要信號線的布線作業(yè)，因此還能夠縮短車輛的制造期間。
[0053] 實施例2
[0054] 接著，說明本發(fā)明的實施例2。
[0055] 本發(fā)明的實施例2是如下的發(fā)動機啟動裝置的例子，S卩：基于電流抑制電阻102與啟動電動機100之間的點的電位、和與啟動電動機100的接地點（GND)的電位之差（以下稱為啟動電動機電壓），使與電流抑制電阻102并聯連接的短路開路開關200動作。圖3是本發(fā)明的實施例2中的發(fā)動機啟動裝置的示意結構圖。
[0056] 如圖3所示，實施例2的發(fā)動機啟動裝置具備：一端被接地的啟動電動機100 ; - 端與啟動電動機1〇〇的另一端連接的啟動電阻102 ;與啟動電阻102并聯連接的螺線管開關200 ;陰極與螺線管開關200的正側端子連接且陽極與螺線管開關200的負側端子連接的續(xù)流二極管（螺線管開關用）202 ;與啟動電動機100并聯連接的分壓電路204 ;和η型 M0SFET206。
[0057] 分壓電路204由互相串聯連接的2個電阻元件構成，這兩個電阻的彼此的連接點與η型M0SFET206的柵極連接。此外，η型M0SFET206的源極接地，漏極與續(xù)流二極管202 的陽極連接的同時與螺線管開關200的負側端子連接。
[0058] 此外，啟動電阻102的另一端與螺線管開關200的正側端子及續(xù)流二極管202的陰極連接的同時與啟動開關108連接。
[0059] 由螺線管開關200、分壓電路204、η型M0SFET206、和續(xù)流二極管202構成電壓判定器。
[0060] 在上述構成中，通過啟動開關108從電池110向啟動電動機100供給電力。
[0061] 啟動電動機電壓被分壓電路204分壓，分壓后的電壓被施加到η型M0SFET206的柵極。
[0062] 螺線管開關200是將啟動電阻102的兩端之間切換為短路狀態(tài)及開路狀態(tài)中的任一個狀態(tài)的短路開路切換器。此外，螺線管開關200是常開型機械式繼電器的一種，具備與啟動電阻102的兩端連接的開關部和通過電磁力斷開或閉合開關部的線圈部。該開關部在對線圈部施加了規(guī)定的電壓時從斷開狀態(tài)變成閉合狀態(tài)。
[0063] 續(xù)流二極管（螺線管開關用）202使切斷了對螺線管開關200的線圈部的通電時所產生的沖擊電流回流。
[0064] 若開始發(fā)動機啟動，則首先閉合啟動開關108,電流從電池110流向發(fā)動機啟動裝置。此時，螺線管開關200的開關部處于開路狀態(tài)，電流通過啟動電阻102流向啟動電動機 100。因此，突入電流被抑制，電池110的壓降足夠小，不足以產生搭載于車輛的電氣設備的動作瞬間中斷。
[0065] 啟動電動機100啟動后,若由于逆電動勢的上升從而啟動電動機電壓上升，則施加到η型M0SFET206的柵極-源極間電壓也上升。不久后，若施加到η型M0SFET206的柵極-源極間電壓超過η型M0SFET206的柵極閾值電壓，則η型M0SFET206變成導通狀態(tài)。若 η型M0SFET206變成導通狀態(tài)，則螺線管開關200的線圈部被施加電池110的電壓，螺線管開關200的開關部變成閉合狀態(tài)。
[0066] 即，在實施例2中，啟動電動機電壓經由分壓電路204而超過能夠施加大于η型 M0SFET206的柵極閾值電壓的柵極-源極間電壓的電壓成為使螺線管開關200的開關部動作的判定基準。另外，該判定基準可通過改變分壓電路204的分壓比來設定。
[0067] 若螺線管開關200變成閉合狀態(tài)，則啟動電阻102被短路，停止對啟動電動機100 的電流抑制。此時，電動機100在旋轉狀態(tài)下產生逆電動勢，因此流過啟動電動機100的電流被抑制，電池110的壓降足夠小，不足以產生搭載于車輛的電氣設備的動作瞬間中斷。
[0068] 螺線管開關200的開關部一旦變成閉合狀態(tài)之后，電池110的輸出電壓變成啟動電動機電壓，因此直到斷開啟動開關108為止，螺線管開關200維持閉合狀態(tài)。
[0069] 實施例2的動作發(fā)動機啟動裝置的動作可用圖2所示的實施例1的動作流程圖來表示。但是，在步驟S104中，螺線管開關200的開關部變成短路狀態(tài)。
[0070] 本發(fā)明的實施例2也能獲得與實施例1相同的效果。
[0071] 另外，在本發(fā)明的實施例2中，作為短路開路切換器使用了常開型螺線管開關，但是并不限于此，也可以使用電磁繼電器等。此外，對螺線管開關的線圈部的通電只要設置成在不滿足判定條件時進行通電而在滿足判定條件時切斷通電，就能夠使用常閉型螺線管開關或電磁繼電器等。
[0072] 此外，本發(fā)明的實施例2中，作為驅動螺線管開關200的開關使用了 η型M0SFET，但是也可以使用雙極性晶體管或IGBT等。
[0073] 另外，實施例2設置了對啟動電動機電壓進行分壓的分壓電路204,但是根據啟動電動機100的電壓變化與η型M0SFET206的柵極閾值電壓、以及使啟動電阻102短路的時刻的關系，也可以不設置分壓電路204。
[0074] 此外，由于減少了在過渡狀態(tài)下使用η型M0SFET206的時間，因此可以在啟動電阻102與啟動電動機100的連接點和分壓電路204之間、或者在分壓電路204和η型 M0SFET206的柵極之間，追加比較器。
[0075] 另外，在實施例2中，例示了驅動螺線管開關200的開關為低側開關（lowside switch)的例子，但是也可以變更電路結構而設為高側開關（highside switch)。
[0076] 另外，在實施例2中，說明了基于啟動電動機100的電壓來使與啟動電阻102并聯連接的螺線管開關200的開關部動作的發(fā)動機啟動裝置的例子，但是也可以基于啟動電阻 102與啟動電動機100之間的點的電壓、和啟動電阻102與電池110之間的點的電壓之差 (以下稱為啟動電阻電壓）來使螺線管開關200動作。此時，啟動電阻102的兩端電壓在啟動電動機100的啟動之后因逆電動勢的上升而下降，因此將啟動電阻102的兩端電壓低于預先設定的基準電壓的情況作為使螺線管開關200動作的條件。
[0077] 實施例3
[0078] 接著，說明本發(fā)明的實施例3。
[0079] 本發(fā)明的實施例3是作為與電流抑制電阻102并聯連接的短路開路開關使用了半導體開關的發(fā)動機啟動裝置的例子。圖4是本發(fā)明的實施例3的發(fā)動機啟動裝置的示意結構圖。
[0080] 如圖4所示，實施例3的發(fā)動機啟動裝置具備：一端被接地的啟動電動機100 ; 一端與啟動電動機1〇〇的另一端連接的啟動電阻102 ;與啟動電阻102并聯連接的p型 M0SFET300 ;陰極與啟動電動機100的正側端子連接且陽極被接地的續(xù)流二極管（啟動電動機用）304 ;與啟動電動機100并聯連接的分壓電路204 ;和η型M0SFET206。
[0081] 分壓電路204由互相串聯連接的2個電阻元件構成，這兩個電阻彼此的連接點與 η型M0SFET206的柵極連接。此外，η型M0SFET206的源極被接地，漏極與由互相串聯連接的2個電阻元件構成的分壓電路（ρ型M0SFET用）302的一端連接。
[0082] 此外，分壓電路302的兩個電阻的彼此的連接點與ρ型M0SFET300的柵極連接。 ρ形M0SFET300的漏極與啟動電阻102的一端（與啟動電動機100的連接點）連接，ρ形 M0SFET300的源極與啟動電阻102的另一端連接。并且，與啟動電阻102的另一端連接的ρ 形M0SFET300的源極與分壓電路（ρ型M0SFET用）302的另一端連接的同時與啟動開關108 連接。
[0083] 由續(xù)流二極管304、分壓電路204、η型M0SFET206、分壓電路302、和ρ型M0SFET300 構成電壓判定器。
[0084] 續(xù)流二極管304使切斷了對啟動電動機100的通電時產生的沖擊電流回流。
[0085] 分壓電路302為了在η型M0SFET206變成導通狀態(tài)時將ρ型M0SFET300設為導通狀態(tài)而設置。在η型M0SFET206處于截止狀態(tài)時，分壓電路302中沒有電流流過，因此ρ型 M0SFET300的柵極與源極的電壓相同，ρ型M0SFET300處于截止狀態(tài)。
[0086] η型M0SFET206處于導通狀態(tài)時，分壓電路302中有電流流過，在ρ型M0SFET300 的柵極與源極之間產生電壓差。只要按照使該電壓差為Ρ型M0SFET300的柵極閾值電壓以下的方式來設定分壓電路302的分壓比，則就能夠在η型M0SFET206變成導通狀態(tài)時，將ρ 型M0SFET300設為導通狀態(tài)。
[0087] ρ型M0SFET300是將啟動電阻102的兩端之間切換為短路狀態(tài)及開路狀態(tài)中的任一個狀態(tài)的短路開路切換開關。Ρ型M0SFET300在從分壓電路302對柵極施加了規(guī)定電壓時變成導通狀態(tài)，啟動電阻102被短路。
[0088] 若開始發(fā)動機啟動，則首先閉合啟動開關108,電流從電池110流向發(fā)動機啟動裝置。此時，Ρ型M0SFET300處于截止狀態(tài)，電流通過啟動電阻102而流向啟動電動機100,因此突入電流被抑制，電池110的壓降足夠小，不足以產生搭載于車輛的電氣設備的動作瞬間中斷。
[0089] 啟動電動機100啟動后，若由于逆電動勢的上升從而啟動電動機100的電壓上升，則施加到η型M0SFET206的柵極-源極間電壓也上升。不久后，若施加到η型M0SFET206 的柵極-源極間電壓超過η型M0SFET206的柵極閾值電壓，則η型M0SFET206變成導通狀態(tài)。若η型M0SFET206變成導通狀態(tài)，則經由分壓電路302而使ρ型M0SFET300變成導通狀態(tài)。
[0090] S卩，在實施例3中，啟動電動機100的電壓經由分壓電路204而超過能夠施加大于 η型M0SFET206的柵極閾值電壓的柵極-源極間電壓的電壓成為使ρ型M0SFET300成為導通狀態(tài)的判定基準。該判定基準也可以通過改變分壓電路204的分壓比來設定。
[0091] 若P型M0SFET300變成導通狀態(tài)，則啟動電阻102被短路，停止對啟動電動機100 的電流抑制。此時，啟動電動機100在旋轉狀態(tài)下產生逆電動勢，因此突入電流足夠小，不足以產生搭載于車輛的電氣設備的動作瞬間中斷。
[0092] 一旦p型M0SFET300變成導通狀態(tài)后，電池110的輸出電壓變成啟動電動機100 的電壓，因此直到斷開啟動開關108為止，p型M0SFET300都維持導通狀態(tài)。
[0093] 實施例3中的動作發(fā)動機啟動裝置的動作可由圖2所示的實施例1的動作流程圖來表示。但是，在步驟S104中，p型M0SFET300變成導通狀態(tài)。
[0094] 本發(fā)明的實施例3也能夠獲得與實施例1、2相同的效果。
[0095] 另外，在實施例3中，使用了 η型M0SFET206及p型M0SFET300，但是也可以代替這些而使用雙極性晶體管或IGBT等。
[0096] 此外，在實施例3中，設置了對啟動電動機100的電壓進行分壓的分壓電路204,但是根據啟動電動機100的電壓的變化與η型M0SFET206的柵極閾值電壓、以及使啟動電阻 102短路的時刻的關系，也可以不設置分壓電路204。
[0097] 另外，由于減少了在過渡狀態(tài)下使用η型M0SFET206的時間，因此可以在啟動電阻 102與啟動電動機100的點和分壓電路204之間、或者分壓電路204和η型M0SFET206的柵極之間，追加比較器。
[0098] 另外，在實施例3中，說明了基于啟動電動機100的電壓使與啟動電阻102并聯連接的Ρ型M0SFET300導通動作的發(fā)動機啟動裝置的例子，但是也可以基于啟動電阻102的電壓來使Ρ型M0SFET300導通動作。此時，啟動電阻102的電壓在啟動電動機100啟動后由于逆電動勢的上升而下降，因此將啟動電阻電壓低于預先設定的基準電壓的情況設為使 ρ型M0SFET300導通動作的條件。
[0099] 另外，ρ型M0SFET300可以是可耐受數百安培的電流的一個M0SFET，也可以使用彼此并聯的2個M0SFET，通過這兩個M0SFET來構成可耐受數百安培的電流的結構。
[0100] 實施例4
[0101] 接著，說明本發(fā)明的實施例4。
[0102] 本發(fā)明的實施例4是作為短路開路開關而使用半導體開關，基于電流抑制電阻 102與啟動電動機100之間的點的電壓，根據從PWM信號輸出器404輸出的PWM信號來驅動半導體開關400的發(fā)動機啟動裝置的例子。圖5是本發(fā)明的實施例4的發(fā)動機啟動裝置的示意結構圖。
[0103] 如圖5所示，實施例4的發(fā)動機啟動裝置具備：一端被接地的啟動電動機100 ; - 端與啟動電動機100的另一端連接的啟動電阻102 ;與啟動電阻102并聯連接的半導體開關400 ;陰極與啟動電動機100的正側端子連接且陽極被接地的續(xù)流二極管（啟動電動機用）304 ;與啟動電動機100的正側端子連接的通電電流決定裝置（電壓判定器）402 ;和與該通電電流決定裝置402連接的PWM信號輸出器404 ;通過啟動開關108從電池110供給電力。
[0104] PWM信號輸出器404與半導體開關400的柵極連接，向該半導體開關400的柵極供給PWM信號。
[0105] 由啟動電動機100、啟動電阻102、半導體開關400、續(xù)流二極管304、通電電流決定裝置402、和PWM信號輸出器404構成發(fā)動機啟動裝置。
[0106] 啟動電動機100與啟動電阻102之間的電位被輸入到通電電流決定裝置402。在通電電流決定裝置402中，基于所輸入的啟動電動機100與啟動電阻102之間的電位，決定對啟動電動機100進行通電的電流的大小。
[0107] 在通電電流決定裝置402中決定的通電電流的值被輸入到PWM信號輸出器404。在PWM信號輸出器404中，向半導體開關400輸入基于所輸入的通電電流的值的PWM信號，進行啟動電阻102的短路和開路，通過PWM控制進行對啟動電動機100的通電電流大小的控制。
[0108] 在本發(fā)明的實施例4中，能夠獲得與實施例1相同的效果。在該實施例4中，能夠以微小幅度控制對啟動電阻102的導電率（conduction ratio)，控制對啟動電動機100的通電量的大小，所以與實施例1?3的例子相比能夠減小電池110的電壓的效果幅度。
[0109] 另外，實施例4的半導體開關400在圖5所示的例子中使用了 p型M0SFET的記號，但是也可以使用雙極性晶體管或IGBT等。此外，也可以在PWM信號輸出器404中設置電荷泵電路等升壓裝置，并將η型M0SFET用作半導體開關400。
[0110] 實施例5
[0111] 接著，說明本發(fā)明的實施例5。
[0112] 本發(fā)明的實施例5是如下的發(fā)動機啟動裝置的例子：在發(fā)動機自動停止后的再次啟動（以下稱作再次啟動）時，即除了在車輛行駛中因信號等而停止行駛之后再次啟動時以外的情況（以下稱為初次啟動），不使用電流抑制電阻。圖6是本發(fā)明的實施例5的發(fā)動機啟動裝置的示意結構圖。
[0113] 如圖6所示，實施例5的發(fā)動機啟動裝置具備：一端被接地的啟動電動機100 ; - 端與啟動電動機1〇〇的另一端連接的啟動電阻102 ;與啟動電阻102并聯連接的短路開關 104 ;初次啟動時接受從車輛的ECU輸出的信號并判定短路開關的短路或開路的初次啟動判定裝置502 ;基于啟動電阻102與啟動電動機100之間的點的電壓來判定短路開關104的短路或開路的電壓判定裝置504 ;和基于初次啟動判定裝置502和電壓判定裝置504的判定結果來操作短路開關104的短路或開路的短路開關操作裝置506 ;通過閉合啟動開關108 來從電池110供給電力。
[0114] 開始發(fā)動機啟動之后，初次啟動判定裝置502判定所請求的發(fā)動機啟動是初次啟動還是再次啟動。
[0115] 發(fā)動機啟動是初次啟動還是再次啟動的判定可通過測量發(fā)動機周圍溫度并判定發(fā)動機周圍溫度是否超過固定溫度來進行。
[0116] 或者，發(fā)動機啟動是初次啟動還是再次啟動也可基于來自ECU的信號來判定所請求的發(fā)動機啟動是初次啟動還是再次啟動。這是因為，ECU在怠速停止后輸出判斷是否為再次啟動的信號的情況下，能夠利用該信號。
[0117] 在判定為是初次啟動的情況下，初次啟動判定裝置502向短路開關操作裝置506 輸出將短路開關104設為短路狀態(tài)的信號。在判定為是再次啟動的情況下，初次啟動判定裝置502向短路開關操作裝置506輸出將短路開關104設為開路狀態(tài)的信號。
[0118] 電壓判定裝置504判定啟動電阻102與啟動電動機100之間的點的電壓是否滿足預先設定的判定基準。在判定為滿足基準的情況下，電壓判定裝置（電壓判定器）504向短路開關操作裝置（短路開關操作器）506輸出將短路開關104設為短路狀態(tài)的信號。
[0119] 在判定為不滿足基準的情況下，電壓判定裝置504向短路開關操作裝置506輸出將短路開關104設為開路狀態(tài)的信號。
[0120] 短路開關操作裝置506在從初次啟動判定裝置502或電壓判定裝置504接受了將短路開關104設為短路狀態(tài)的信號的情況下，操作短路開關104來設為短路狀態(tài)。
[0121] 在初次啟動時將電流抑制電阻102設為短路，從而能夠縮短初次啟動時的發(fā)動機啟動時間，并且即使在低溫環(huán)境等啟動電動機100的輸出降低的條件下也能夠啟動發(fā)動機。
[0122] 在本發(fā)明的實施例5中，能夠獲得與實施例1相同的效果。
[0123] 如以上所示，本發(fā)明的發(fā)動機啟動控制裝置具有如下效果：不需要檢測在車輛側配置的電池的電壓狀態(tài)的裝置，就能夠抑制發(fā)動機啟動時產生的車輛搭載電氣設備的瞬間中斷，并且還能夠確保發(fā)動機啟動的良好性。
[0124] 另外，本發(fā)明并不限于上述的實施例，包括各種變形例。例如，上述的實施例是為了容易理解本發(fā)明而進行的詳細說明，不一定要具備所說明的所有構成。
[0125] 此外，可以將某一實施例的構成的一部分置換為其他實施例的構成，而且也可以在某一實施例的構成中追加其他實施例的構成。此外，對各實施例的構成的一部分可以追力口、刪除、或置換其他構成。
[0126] 此外，上述的各構成、功能、處理部、處理手段等的一部分或全部例如可通過由集成電路進行設計等來由硬件實現。
[0127] 此外，上述的各構成、功能等可以是通過處理器解釋并執(zhí)行實現各個功能的程序，由此來通過軟件實現。實現各功能的程序、表格、文件等信號可放置在存儲器、硬盤、 SSD (Solid State Drive)等記錄裝置、或1C卡、SD卡、DVD等記錄介質中。
[0128] 此外，控制線或信號線是為了說明所需而示出的，在產品上不一定要示出所有的控制線或信號線。實際上也可以認為幾乎所有的構成都互相連接。
[0129] 符號說明：
[0130] 1…發(fā)動機、2…啟動器、5…小齒輪、6…曲柄軸、7…環(huán)形齒輪、100…啟動電動機、 102…啟動電阻、104…短路開關、106…電壓判定裝置、108…啟動開關、110…電池、20(l··· 螺線管開關、202、304…續(xù)流二極管、204、302…分壓電路、206…η型M0SFET、300...p型 M0SFET、400...半導體開關、402…通電電流決定裝置、404…PWM信號輸出器、502…初次啟動判定裝置、504…電壓判定裝置、506…短路開關操作裝置。
【權利要求】
1. 一種車輛的發(fā)動機啟動裝置，該發(fā)動機啟動裝置的特征在于，具備：啟動電動機，其從搭載于車輛的蓄電裝置獲得電力的供給，用于啟動發(fā)動機；電流抑制器，其與上述啟動電動機串聯地電連接，抑制從上述蓄電裝置流入到上述啟動電動機的電流；和短路開路狀態(tài)切換器，其至少根據上述啟動電動機的兩端電壓，將上述電流抑制器的兩端切換為短路狀態(tài)及開路狀態(tài)中的任一個狀態(tài)。
2. 根據權利要求1所述的發(fā)動機啟動裝置，其特征在于，上述啟動電動機的一端被接地，上述啟動電動機的另一端與上述電流抑制器的一端連接，從上述蓄電裝置向上述電流抑制器的另一端供給電流，所述發(fā)動機啟動裝置具備電壓判定器，該電壓判定器基于上述啟動電動機的另一端與上述電流抑制器的一端之間的點的電位、和啟動電動機的一端的電位之差，操作上述短路開路切換器。
3. 根據權利要求2所述的發(fā)動機啟動裝置，其特征在于，在上述啟動電動機的另一端與上述電流抑制器的一端之間的點的電位、和上述啟動電動機的一端的電位之差超過了預先設定的基準時，上述電壓判定器向上述短路開路狀態(tài)切換器提供指令信號，將上述電流抑制器設為短路狀態(tài)。
4. 根據權利要求1所述的發(fā)動機啟動裝置，其特征在于，上述啟動電動機的一端被接地，上述啟動電動機的另一端與上述電流抑制器的一端連接，從上述蓄電裝置向上述電流抑制器的另一端供給電流，所述發(fā)動機啟動裝置具備電壓判定器，該電壓判定器基于上述啟動電動機的另一端與上述電流抑制器的一端之間的點的電位、和上述電流抑制器與上述蓄電裝置之間的電位之差，操作上述短路開路切換器。
5. 根據權利要求4所述的發(fā)動機啟動裝置，其特征在于，在上述啟動電動機的另一端與上述電流抑制器的一端之間的點的電位、和上述電流抑制器與上述蓄電裝置之間的電位之差低于預先設定的基準的情況下，上述短路開路狀態(tài)切換器將上述電流抑制器設為短路狀態(tài)。
6. 根據權利要求1至5中任一項所述的發(fā)動機啟動裝置，其特征在于，上述短路開路狀態(tài)切換器是機械式繼電器。
7. 根據權利要求1至5中任一項所述的發(fā)動機啟動裝置，其特征在于，上述短路開路狀態(tài)切換器是半導體開關。
8. 根據權利要求7所述的發(fā)動機啟動裝置，其特征在于，所述發(fā)動機啟動裝置具備PWM信號發(fā)生器，該PWM信號發(fā)生器產生控制上述半導體開關的導通與截止的PWM信號，上述電壓判定器基于上述啟動電動機的另一端與上述電流抑制器的一端之間的點的電位、和啟動電動機的一端的電位之差，向上述PWM信號發(fā)生器提供信號，上述PWM信號發(fā) 生器根據所提供的信號向上述半導體開關提供PWM信號。
9. 根據權利要求1所述的發(fā)動機啟動裝置，其特征在于，上述啟動電動機的一端被接地，上述啟動電動機的另一端與上述電流抑制器的一端連接，從上述蓄電裝置向上述電流抑制器的另一端供給電流，所述發(fā)動機啟動裝置具備：電壓判定器，其判定上述啟動電動機的另一端與上述電流抑制器的一端之間的點的電位、和啟動電動機的一端的電位之差；和初次啟動判定器，其判定上述發(fā)動機是初次啟動還是發(fā)動機自動停止后的發(fā)動機再次啟動，在上述初次啟動判定器判定為上述發(fā)動機是初次啟動時，上述短路開路狀態(tài)切換器將上述電流抑制器設為短路狀態(tài)，在上述初次啟動判定器判定為上述發(fā)動機是再次啟動時，上述短路開路狀態(tài)切換器根據上述啟動電動機的兩端的電壓，將上述電流抑制器的兩端切換為短路狀態(tài)或開路狀態(tài)中的任一個狀態(tài)。
【文檔編號】F02N11/08GK104114851SQ201380009867
【公開日】2014年10月22日申請日期:2013年2月12日優(yōu)先權日:2012年3月30日
【發(fā)明者】谷貝將通申請人:日立汽車系統(tǒng)株式會社

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