JPH03525Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 技術分野 本考案は、エンジン用のスタータ保護装置に関
し、特に、スタータのモータが何らかの原因によ
り回転できずに予め定めた時間を越えて拘束状態
に置かれた場合に、スタータの動作を停止させる
機能を備えたスタータ保護装置に関する。

背景技術 一般に、例えば自動車等に載置されるエンジ
ン、蓄電池に関して、エンジンの運転不良時及び
蓄電池の充電不良等により、エンジンが過負荷状
態になると、或いは低温時にエンジン・オイルの
負荷増加状態になると、スタータ・モータにその
許容トルクを越えて負荷がかかるために、スター
タ・モータは回転不能になつて拘束状態に置かれ
る。他方、スタータは短時間定格に設計されてい
るために、前述のような拘束状態が長時間に亘つ
て継続すると、スタータ・モータは発熱により焼
損し、ついには火災に至る場合もある。従つて、
このようなスタータ・モータの拘束状態は速やか
に開放されることが望ましい。

第２図は、エンジン始動時にスタータ・モータ
の拘束状態が生ずる場合を示す信号波形図であ
り、Ａはスタータ・スイツチのON、OFF状態、
Ｂはスタータ・モータの回転状態、Ｃはスター
タ・モータの負荷電流、Ｄは蓄電池の出力電圧、
をそれぞれ示している。

図示のように、スタータ・スイツチをONして
スタータ・モータが回転を開始した後、スター
タ・モータの回転状態が異常変動して時刻t₁で拘
束状態になると、モータの負荷電流は急増して、
時刻t₂で拘束状態が開放されるまで（期間Ｔ）一
定の拘束電流値を示す。このため蓄電池の出力電
圧が相応して低電圧状態を継続する。

考案の目的 本考案は、前述のように、スタータ・モータが
拘束状態に置かれる間、蓄電池の出力電圧が減少
して低電圧状態を継続するという特性に着目し、
かかる低電圧状態が予め定められた時間を越える
場合に、スタータの動作を停止させることが可能
なスタータ保護装置を提供することを目的として
いる。

考案の要約 本考案は、異常負荷に起因するスタータ・モー
タの拘束状態を検出するための基準電圧と蓄電池
の出力電圧とを比較器で比較し、他方、スター
タ・モータの拘束状態で蓄電池の電圧が減少して
低電圧状態を継続する予定の期間を拘束検出状態
として拘束状態検出回路で検出し、拘束状態が予
定の期間を越えるときに、比較器に拘束検出状態
を示す信号を出力させて、スタータの動作を制御
するリレー装置の動作を停止させるように構成さ
れたスタータ保護装置である。

実施例の説明 スタータ保護装置は、通常、エンジンのスター
タ・スイツチをONすることにより、蓄電池から
の出力でリレー装置を動作させてスタータの動作
を開始させ、エンジンの回転数に応じた電圧を検
出し、この電圧が予定のレベルを越えるときに、
即ち、エンジンが通常の運転状態になるときに、
リレー装置の動作を停止させてスタータの動作を
停止させるように機能する。

図示実施例には、スタータ保護装置１、スター
タ２、蓄電池３、スタータ・スイツチ４が示され
ている。更に、スタータ保護装置１は、スタータ
２の作動用リレー装置５；リレー装置５の動作を
制御するためにダーリントン接続されたトランジ
スタQ₁及びQ₂より成るリレー駆動回路６；演算
増幅器OPより成る比較器７；抵抗R₁₁及びR₁₂と
ツエナー・ダイオードZ₂より成る演算増幅器OP
又は比較器の電源回路８；抵抗R₉及びR₁₀、コン
デンサC₂、ツエナー・ダイオードZ₁より成る比
較器の基準電圧設定回路９；抵抗R₄及びR₅より
成る蓄電池の電圧検出回路１０；抵抗R₆，R₇及
びR₈、ダイオードD₄、コンデンサC₁より成る比
較電圧保持回路又は拘束状態検出回路１１を備え
ている。

先ず、スタータ・スイツチ４をONすると、蓄
電池３の出力電圧は、スタータ保護回路１の端子
Ｓに印加される。従つて、比較器７の第１入力、
即ち演算増幅器OPの反転入力には、電源回路８
及び基準電圧設定回路９を介して基準電圧V_REFが
与えられる。基準電圧V_REFは、基準電圧設定回路
９のツエナー・ダイオードZ₁のツエナー電圧に維
持されるが、その具体的な値は、前述のように、
スタータ・モータが拘束状態に置かれる間に蓄電
池の出力電圧が低電圧状態を継続するときに、そ
の低電圧レベルを検出するレベルに設定され、こ
の検出レベルは、例えば、第２図ＤにV_REFとして
示されている。

これと同時に、比較器７の第２入力、即ち増幅
器ORの非反転入力には、電圧検出回路１０及び
ダイオードD₂を介して、その抵抗R₄及びR₅によ
り分圧された蓄電池３の検出電圧V_Dが与えられ
る。このとき、検出電圧V_Dは、基準電圧V_REFに
対して、V_D＞V_REFとなるように予め設定される。
尚、基準電圧設定回路９のコンデンサC₂は、前
述のような初期状態において、V_D＞V_REFを保証
するために設けられている。

比較器７は、V_D＞V_REFの状態により、“ハイ
（Ｈ）”レベル信号を出力する。このため、トラン
ジスタQ₂及びトランジスタQ₁が順次ONして、リ
レー装置５のコイルL₁が通電する。従つて、リ
レー装置５の接点CT₁は閉状態になる。

リレー装置５の接点CT₁の閉状態により、蓄電
池３から、端子Ｂ及びＣを介して、スタータ２の
リレー装置１２のコイルL₂及びL₃に電流が流れ、
その接点CT₂が閉状態になる。尚、コイルL₂は接
点作動コイルであり、コイルL₃は接点保持コイ
ルである。この結果、スタータ２のモータＭが回
転し、エンジン（図示せず）の回転を開始させ
る。

また、リレー装置５の接点CT₁の閉状態によ
り、蓄電池３の出力電圧は端子Ｂを介して比較電
圧保持回路１１に印加される。従つて、この回路
のコンデンサC₁はダイオードD₄を介して、抵抗
R₇及びR₈によつて分圧された値V_Cに充電される。
この充電電圧V_Cは、V_C＞V_REFとなるように予め
設定され、従つて、既述の状態においては、比較
器７の出力を“ハイ”レベルに保持し、リレー装
置５の接点CT₁を閉状態に保持するように機能し
ている。

具体的な構成は図示されずに省略されているが
今仮に、エンジンが通常の運転状態になると、換
言すれば、エンジンの回転数に応じた電圧が予定
のレベルを越えたことを検出すると、リレー駆動
回路６のトランジスタQ₂及びQ₁を強制的にOFF
し、リレー装置５の動作を停止させる。従つて、
スタータ２は、エンジンの通常の運転状態でその
動作が停止される。

次に、スタータ２の動作中に、モータＭが拘束
状態に置かれる場合について説明する。

スタータ・モータＭがその異常負荷により回転
不能となつて拘束状態に置かれると、前述のよう
に、負荷流が増加し、従つて蓄電池３の出力電圧
が低下する。蓄電池の電圧検出回路１０の検出電
圧V_Dが基準電圧V_REF以下（V_D＜V_REF）になると、
仮に比較電圧保持回路１１が設けられていなけれ
ば、比較器７の出力は“ハイ”レベルから“ロー
（Ｌ）”レベルに反転される。然るに、比較電圧保
持回路１１のコンデンサC₁は既に充電状態にあ
り、その充電電圧V_CはV_C＞V_REFを示す。従つて、
比較器７の第２入力には、コンデンサC₁の放電
によつて、予定の期間中、放電電圧がダイオード
D₃を介して印加され、比較器７の入力状態はそ
のまま維持されるので、その出力は依然として
“ハイ”状態である。このように、比較器７の第
２の入力電圧が基準電圧V_REFとなるように一時的
に保持される前述の予定の期間は、モータＭの拘
束状態検出期間として定義され、具体的には、第
２図Ｄの期間Ｔに等しく設定される。

結果として、モータＭの拘束状態が検出期間を
越えることがなければ、比較器７の出力は“ハ
イ”レベルにあり、従つてリレー装置７は動作状
態にあり、スタータ２は異常状態を無視して動作
を継続する。しかし、モータＭの拘束状態が検出
期間Ｔを越えると、即ち、比較電圧保持回路１１
のコンデンサC₁の放電効果が尽きても拘束状態
が継続すると、検出電圧V_D＜基準電圧V_REFによ
り、比較器７の出力は、“ハイ”レベルから“ロ
ー”レベルに反転する。このためトランジスタ
Q₂及びQ₁が順次OFFして、リレー装置５のコイ
ルL₁への通電を停止する。従つて、リレー装置
５の接点CT₁が開状態となつて、スタータ２の動
作を停止させる。これにより、スタータ・モータ
Ｍの拘束状態が開放され、その発熱、焼損が有効
に防止される。

尚、スタータ２の動作停止時に蓄電池３の電圧
が瞬間的に上昇して、その上昇値が電圧検出回路
１０に印加されることになるが、この補償は、比
較器７に抵抗R₃のループを設けることによつて
達成される。即ち、比較器７の出力が“ロー”レ
ベルにあると、電圧検出回路１０の検出電圧は、
抵抗R₄とR₃との分圧比により与えられ、この値
は、V_D＜V_REFとなるように設定される。

効 果 本考案によれば、異常負荷によつてスタータ・
モータが拘束状態に置かれるとき、蓄電池の出力
電圧が減少して低電圧状態を継続するという特性
を利用して、極めて簡単な構成で有効にスタータ
の動作を停止させ、その発熱、焼損を未然に防止
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案のスタータ保護装置と、その
関連装置とを示す電気回路図である。第２図Ａ乃
至Ｄは、エンジン始動時にスタータ・モータの拘
束状態が生ずる場合を示す信号波形図である。 符号説明、１：スタータ保護装置、２：スター
タ、３：蓄電池、４：スタータ・スイツチ、５，
１２：リレー装置、６：リレー駆動回路、７：比
較器、８：電源回路、９：基準電圧設定回路、１
０：電圧検出回路、１１：比較電圧保持回路（拘
束状態検出回路）、Ｂ，Ｃ，Ｓ，Ｅ：端子、CT₁，
CT₂：接点、L₁〜L₃：コイル、Ｍ：モータ、D₁
〜D₄：ダイオード、Z₁，Z₂：ツエナー・ダイオ
ード、C₁，C₂：コンデンサ、R₁〜R₁₂：抵抗。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) エンジンのスタータ・スイツチをONするこ
   とにより、蓄電池からの出力でリレー装置を動
   作させてスタータの動作を開始させ、前記エン
   ジンの回転数に応じた電圧を検出してその値が
   予定のレベルを越えるときに前記リレー装置の
   動作を停止させて前記スタータの動作を停止さ
   せるスタータ保護装置において、 異常負荷に起因するスタータ・モータの抱束
   状態を検出するための基準電圧を与える基準電
   圧設定回路、 前記拘束状態をモニターするために前記蓄電
   池の電圧を検出する電圧検出回路、 前記基準電圧設定回路の基準電圧を受ける第
   １入力と、前記電圧検出回路の検出電圧を受け
   る第２入力と、を有する比較器、 前記拘束状態が予定の期間継続することを示
   す電圧を前記比較器の第２入力に与える拘束状
   態検出回路、 前記比較器の出力に応答して前記リレー装置
   の動作を制御するリレー駆動回路、 を備え、前記拘束状態が前記予定の期間を越え
   るときに、前記比較器が拘束検出状態を示す信
   号を出力し、それによつて前記リレー駆動回路
   を介して前記リレー装置の動作を停止させるこ
   とを特徴とするスタータ保護装置。 (2) 前記基準電圧設定回路の基準電圧が、前記ス
   タータ・モータの拘束状態で与えられる前記蓄
   電池の低電圧状態を検出するレベルに設定され
   ることを更に特徴とする実用新案登録請求の範
   囲第１項に記載のスタータ保護装置。 (3) 前記拘束状態検出回路がコンデンサを含み、
   前記予定の期間が該コンデンサの放電時間によ
   つて与えられることを更に特徴とする実用新案
   登録請求の範囲第１項又は第２項に記載のスタ
   ータ保護装置。 (4) 前記比較器が、その出力と前記第２入力との
   間に蓄電池の電圧上昇補償用の抵抗を有するこ
   とを更に特徴とする実用新案登録請求の範囲第
   １項乃至第３項のいずれかに記載のスタータ保
   護装置。