JPH0723575Y2 - 車両用スタータ保護装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、エンジンまたはスタータの惰性回転時のス
タータ再飛び込みを防止してスタータを保護するように
した車両用スタータ保護装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第２図は従来の車両用スタータ保護装置を示す回路図で
あり、図において、１は車載用バツテリ、２はコイル21
a,21b、主接点21cを有する電磁駆動装置21とモータ22か
らなるスタータ、３はスタータ補助リレーで、そのコイ
ル3aはキースイツチ４のST端子と出力トランジスタ619
のコレクタ間に接続され、接点3bは車載用バツテリ１の
正極と電磁駆動装置21間に接続されている。

キースイツチ４はST端子、OFF端子、ON端子の固定端子
と可動端子を有し、可動端子は車載用バツテリ１の正極
に接続されている。

５は交流発電機、６は上記スタータ補助リレー３を駆動
制御し、スタータ２を保護する保護装置であり、次の各
部により構成されている。

すなわち、60は上記交流発電機５のエンジン回転に応じ
て発生する交流電圧の周波数を直流電圧に変換する周波
数−電圧変換器（以下Ｆ−Ｖ変換器という）601,602,62
4は一種のヒステリシス回路を構成し、後述する比較器6
05の所定値を設定する抵抗、605は抵抗601,602,624で設
定された所定値と、Ｆ−Ｖ変換器60の出力電圧または、
ハーネスL₁を通して印加されるモータ22の電源開放後の
惰性回転時に発生する電圧とを比較する比較器である。

上記出力トランジスタ619は比較器605の出力に応じて上
記スタータ補助リレー３を駆動するもので、この出力ト
ランジスタのベースはベース抵抗621を介して電源に接
続されている。

622は保護装置６の電源を構成するゼナーダイオード、6
23は上記ゼナーダイオード622にバイアス電流を供給す
る抵抗、625は上記スタータ補助リレー３の接点閉成時
に導通するゼナーダイオード、626は上記ゼナーダイオ
ードにバイアス電流を供給する抵抗、627,628はバイア
ス抵抗、629はハーネスL₁を通して印加される電圧をク
ランプするダイオードである。

次に動作について説明する。キースイツチ４をON端子側
に投入すると、抵抗623を介してゼナーダイオード622に
車載用バツテリ１の電圧が印加され、このゼナーダイオ
ード622が導通し、電源回路が構成され、比較器605の反
転入力端側（（−）入力側）の入力は零のため、比較器
605の出力は遮断状態となり、出力トランジスタ619は導
通可能状態となる。

次に、キースイツチ４をST端子側に投入すると、スター
タ補助リレー３のコイル3aが通電され、その接点3bが閉
成する。接点3bが閉成したことにより、ハーネスL₁抵抗
626を介してゼナーダイオード625にバツテリ電圧が印加
され、ゼナーダイオード625は導通する。

これにより、抵抗601,602の分圧で設定されていた第１
の所定値は抵抗601,624の並列合成抵抗と抵抗602の分圧
比で決定する第２の所定値となる。

これと同時に、スタータ２の電磁駆動装置21のコイル21
a,21bが給電され、その主接点21cが閉じ、モータ22が回
転し始め、エンジンを始動する。

エンジンの回転上昇に伴い、交流発電機５は発電を開始
し、Ｆ−Ｖ変換器60の入力である交流発電機５の交流電
圧の周波数は、エンジン回転数の上昇とともに増加し、
Ｆ−Ｖ変換器60の出力も、入力に比例して増加する。

エンジン回転数が、スタータ切離し回転数に達すると、
Ｆ−Ｖ変換器60の出力は、抵抗601,602,624で設定され
た第２の所定値を越え比較器605は導通状態に切り替
る。

これにより、出力トランジスタ619が遮断となり、スタ
ータ補助リレー３のコイル3aは非励磁状態となり、接点
3bは開き、スタータ２の電磁駆動装置21への給電が停止
して、モータ22は停止し、スタータ２はエンジンから切
り離され、エンジンにより逆に振り廻されることを防止
している。

また、スタータ補助リレー３の接点3bが開いたことによ
り、ハーネスL₁を介して印加される電圧はほぼ零ボルト
となり、ゼナーダイオード625は遮断となり、比較器605
の非反転入力端（（＋）入力側）の所定値は、抵抗601,
602,624で設定された第２の所定値以下の抵抗601,602の
分圧による第１の所定値となり、エンジンが自力で回転
中に誤つてキースイツチ４をST端子側に投入されたとし
ても、出力トランジスタ619は遮断状態であるため、ス
タータ補助リレー３の接点3bは閉じず、スタータ２の再
飛び込みを防止している。

次にキースイツチ４をST端子側に投入しても、エンジン
が自力で回転せず、キースイツチ４をON側に戻して、キ
ースイツチ４を再度ST端子側に投入した場合には、スタ
ータ２のモータ22は惰性で回転しており、そのためモー
タ惰性回転時の発生電圧がハーネスL₁および抵抗627,62
8を介して比較器605で、抵抗601,602からなる第１の所
定値と比較され、モータ惰性回転時の発生電圧が、第１
の所定値以上の場合は、比較器605の出力は導通とな
る。

これにより、出力トランジスタ619は遮断状態となり、
キースイツチ４を再度ST端子側に投入されたとしても、
モータ22が惰性回転で発生電圧を発生している際、すな
わち、スタータ２が惰性で回転している際に、スタータ
２の飛び込みを禁じている。

ところで、このような従来の車両用スタータ保護装置の
場合、ハーネスL₁を介してスタータ補助リレー３の接点
3bの閉成時の車載用バツテリ電圧を検出し、比較器605
の非反転入力端側の所定値を第１から第２の所定値に切
り替えているため、ハーネスL₁の端子の接触不良、端子
はずれ、断線時にはスタータ２がいわゆる早逃げとな
り、スタータ機能が十分でなくなる。

また、スタータ惰性回転時の発生電圧も、ハーネスL₁の
端子の接触不良、端子はずれ、断線時には検出できなく
なり、スタータ保護が十分機能しないという不具合があ
る。

〔考案が解決しようとする問題点〕

従来の車両用スタータ保護装置は以上のように構成され
ているので、ハーネスL₁の断線および端子の接触不良、
はずれなどにより、スタータ早逃げによるスタータ機能
の不具合およびスタータ惰性回転時のスタータ保護機能
が不十分である。そして、ハーネスとそれに伴う端子な
どのコストアツプなどの問題点があつた。

この考案は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、必要最少限の端子、ハーネスで、エンジン
惰性回転で、スタータ停止時のスタータ保護ができる車
両用スタータ保護装置を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この考案に係る車両用スタータ装置は、エンジンにより
駆動される交流発電機のエンジン回転数に応じて発生す
る周波数を電圧出力に変換する周波数−電圧変換器と、
前記周波数−電圧変換器の出力電圧を、エンジンが自力
回転を始めた回転数に相当する電圧である第１の所定値
と比較し、第１の所定値以上である場合導通状態となる
第１の比較器と、前記周波数−電圧変換器の出力電圧
を、エンジンがスタータにより回転する回転数よりやや
低い回転数に相当する電圧である第２の所定値と比較
し、第２の所定値以上であると判断された場合遮断状態
から導通状態となり、一方出力電圧が前記第２の所定値
より低い第３の所定値以下となった場合導通状態から遮
断状態となる第２の比較器と、前記第２の比較器が導通
状態から遮断状態となってから所定時間所定の電圧を発
生するタイマ回路と、前記第２比較器を介した前記周波
数−電圧変換器の出力電圧を前記タイマ回路の電圧と比
較し、タイマ回路の電圧未満である場合導通状態となる
第３の比較器と、前記第１の比較器と前記第３の比較器
の少なくとも一方が導通状態である場合前記スタータ補
助リレーを開状態に制御する出力トランジスタとを含
む。

〔作用〕

この考案においては、第１の比較器によりエンジンが自
力で回転していることを検出し、このときにはスタータ
を非作動状態に制御してスタータを保護する。また、第
２の比較器によりスタータが一旦非作動状態になったこ
とを検出し、第３の比較器およびタイマ回路によって、
この非作動状態となった時点から所定時間スタータを非
作動状態に維持することにより、スタータの惰性回転中
の再飛び込みを禁止し、スタータを保護する。

〔実施例〕

以下、この考案の一実施例を図について説明する。第１
図において、回路構成は保護装置６の内部構成のみが第
２図とは異なるものであり、第２図と同一部分には同一
符号を付して説明する。601,602,603,604はヒステリシ
ス回路を構成し、後述する第１の比較器605の第１の所
定値を設定する抵抗である。

第１の比較器605は抵抗601,602,603,604で電圧が設定さ
れた第１の所定値とＦ−Ｖ変換器60の出力を比較するも
のである。

606は第１の比較器605の遮断時に電流を阻止する逆流防
止ダイオード、607,608,609,610はヒステリシス回路を
構成し、後述する第２の比較器611の所定値の電圧を設
定する抵抗である。

この第２の比較器611は抵抗607,608,609,610で設定され
た第２の所定値と、Ｆ−Ｖ変換器60の出力を比較するも
のである。

612は第２の比較器611の出力に応じて断続制御されるト
ランジスタ、613は後述するコンデンサ615の充電時の時
定数を規定する抵抗、614はレベルシフトダイオードで
ある。

上記コンデンサ615はトランジスタ612が遮断時充電され
るコンデンサ、616はこのコンデンサ615の放電時の時定
数を規定する抵抗、617はレベルシフトダイオード614の
アノード、およびカソード、電位を入力とし比較する第
３の比較器である。この第３の比較器617とコンデンサ6
15と抵抗616とによりタイマ回路を構成している。タイ
マ回路の出力、すなわち、第３の比較器617の出力と第
１の比較器605の出力はOR接続されている。

618は第３の比較器617の遮断時に電流を阻止する逆流防
止ダイオード、620は出力トランジスタ619のベースに直
列に接続されたレベルシフトダイオードである。

なお、その他の構成は第２図と同様である。

次に動作について説明する。キースイツチ４をON端子側
に投入すると、出力トランジスタ619は導通可能状態と
なる。次にキースイツチ４をST端子側に投入すると、出
力トランジスタ619を介してスタータ補助リレー３のコ
イル3aが励磁され、それによつて、出力トランジスタ61
9を通してスタータ補助リレー３のコイル3aが車載用バ
ツテリ１からの電流で励磁され、スタータ補助リレー３
の接点3aが閉成し、このスタータ補助リレー３を介し
て、スタータ２の電磁駆動装置21のコイル21a,21bに給
電され、その主接点21cが閉じ、モータ22が回転し始
め、エンジンを始動する。

このエンジンの回転で交流発電機５は発電を開始し、Ｆ
−Ｖ変換器60の入力である交流発電機５の交流電圧の周
波数は、エンジン回転数の上昇とともに増加し、Ｆ−Ｖ
変換器60の出力も入力に比例して増加する。

ここで、抵抗607,608,609,610で設定された第２の所定
値の設定値はスタータ２のモータ22で回転するエンジン
回転数に相当する電圧より低い設定値であり、この第２
の所定値をＦ−Ｖ変換器60の出力が越えると、第２の比
較器611の出力は遮断状態から導通状態へと切り替え
る。

この第２の比較器611の出力に応じてトランジスタ612は
導通から遮断となり、コンデンサ615は、抵抗613で規定
する時定数で充電されるが、第３の比較器617の入力は
反転しないため、第３の比較器617の出力は遮断状態で
変化はない。

第２の比較器611の出力が遮断から導通状態になつたこ
とで、抵抗607,608,609,610で設定していた設定値は、
第２の所定値以下の第３の所定値となり、Ｆ−Ｖ変換器
60の出力が第３の所定値以下となるまで第２の比較器61
1の出力は導通状態を維持する。そして、エンジン回転
数が上昇し、Ｆ−Ｖ変換器60の出力が抵抗601,602,603,
604で設定した第１の所定値であるスタータ切離し回転
数に達すると、第１の比較器605は遮断から導通状態に
切り替り、これにより、出力トランジスタ619が遮断と
なり、スタータ補助リレー３の接点3bは開き、スタータ
２の電磁駆動装置21への給電が停止して、モータ22は停
止し、スタータ２はエンジンから切り離され、逆にエン
ジンにより振り廻されることを防止している。

また、第１の比較器605が導通状態に切り替つたこと
で、抵抗601,602,603,604で設定していた設定値は、第
１の所定値以下の第４の所定値となり、Ｆ−Ｖ変換器60
の出力が、第４の所定値以下となるまでは、第１の比較
器605の出力は導通状態を維持する。つまり、エンジン
が自力で回転中はスタータ２の再飛び込みを防止してい
る。

次にキースイツチ４をST端子側に投入しても、エンジン
が自力で回転せず、キースイツチ４をON端子側に戻し
て、キースイツチ４を再度ST端子側に投入した場合に
は、キースイツチ４をST端子側に投入した際のスタータ
２、モータ22によるエンジン回転、いわゆるクランキン
グ回転時におけるＦ−Ｖ変換器60の出力は、抵抗607,60
8,609,610で設定された第２の所定値以上となり、第２
の比較器611の出力は、遮断から導通状態となり、第２
の比較器611の出力に応じて、トランジスタ612は遮断と
なり、コンデンサ615は抵抗613で規定する時定数で充電
を開始するが、その時定数は短時間で充電が完了する時
定数としている。

さらに、第２の比較器611が導通状態となつたため、抵
抗607,608,609,610で設定された第２の所定値以下の第
３の所定値となる。

この第３の所定値は抵抗601,602,603,604で設定された
第４の所定値以上である。そしてエンジンが自力で回転
せず、キースイツチ４をON端子側に戻したとき、エンジ
ン回転数はスタータ２、モータ22で回転されないため下
降する。

これにより、Ｆ−Ｖ変換器60の出力が、抵抗607,608,60
9,610で設定された第３の所定値以下となると、第２の
比較器611の出力は、導通から遮断となり、トランジス
タ612は導通となるため、第３の比較器617の非反転入力
端はほぼ接地電位となるが、反転入力端側は、ダイオー
ド614で電流を阻止されているため、コンデンサ615に充
電された電位は、コンデンサ615と抵抗616とで規定する
放電時定数で放電される。

の放電時間は、スタータ惰性回転時間以上であり、この
ため、コンデンサ615の電位が抵抗616を介して放電され
る間、第３の比較器617は導通状態となり、出力トラン
ジスタ619は遮断となる。したがつて、キースイツチ４
を再度ST端子側に投入された場合、つまり、エンジンも
しくはスタータ２が惰性で回つている間のスタータ２の
再飛び込みを防止し、スタータ２を保護する。

このようにスタータ２、モータ22によるエンジン回転数
（クランキング回転数）を検出することでエンジン、も
しくは、スタータの惰性回転時のキースイツチ４による
ST端子側再投入時のスタータの再飛び込みを防止するこ
とができ、スタータの保護ができる。

〔考案の効果〕

以上のように、この考案によれば、エンジン自力回転中
を第１の比較器で検出してスタータをエンジンから切り
離し、かつ、スタータによるエンジン回転（クランキン
グ回転）を第２の比較器で検出し、その出力でタイマ回
路を動作させてスタータをエンジンから切り離すように
構成したので、エンジン自力回転中および、エンジンス
タータ惰性回転中のスタータの再飛び込みを防止でき、
保護装置の端子数、外部ハーネスを追加せずにスタータ
の保護ができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案の一実施例による車両用スタータ保
護装置を示す回路図、第２図は従来の車両用スタータ保
護装置を示す回路図である。 １……車載バツテリ、２……スタータ、３……スタータ
補助リレー、４……キースイツチ、５……交流発電機、
６……保護装置、60……Ｆ−Ｖ変換器、605……第１の
比較器、611……第２の比較器、615……コンデンサ、61
6……抵抗、617……第３の比較器、619……出力トラン
ジスタ、 なお図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンを始動するためのスタータを保護
   するために所定の条件の下でスタータ補助リレーを開状
   態として、スタータを非作動状態とする車両用スタータ
   保護装置であって、 エンジンにより駆動される交流発電機のエンジン回転数
   に応じて発生する周波数を電圧出力に変換する周波数−
   電圧変換器と、 前記周波数−電圧変換器の出力電圧を、エンジンが自力
   回転を始めた回転数に相当する電圧である第１の所定値
   と比較し、第１の所定値以上である場合導通状態となる
   第１の比較器と、 前記周波数−電圧変換器の出力電圧を、エンジンがスタ
   ータにより回転する回転数よりやや低い回転数に相当す
   る電圧である第２の所定値と比較し、第２の所定値以上
   であると判断された場合遮断状態から導通状態となり、
   一方出力電圧が前記第２の所定値より低い第３の所定値
   以下となった場合導通状態から遮断状態となる第２の比
   較器と、 前記第２の比較器が導通状態から遮断状態となってから
   所定時間所定の電圧を発生するタイマ回路と、 前記第２比較器を介した前記周波数−電圧変換器の出力
   電圧を前記タイマ回路の電圧と比較し、タイマ回路の電
   圧未満である場合導通状態となる第３の比較器と、 前記第１の比較器と前記第３の比較器の少なくとも一方
   が導通状態である場合前記スタータ補助リレーを開状態
   に制御する出力トランジスタと、 を含むことを特徴とする車両用スタータ保護装置。