JPH11148449A - スタータ保護リレー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ユーザの過酷なスタータの使用を未然に防止
し、スタータの小型軽量化を可能にするとともに、周囲
の雰囲気温度条件でスタータの最長作動時間を設定する
スタータ保護リレーを提供する。 【解決手段】 リレー２を駆動するトランジスタ１３を
備え、キースイッチの投入によりリレー２を介してスタ
ータ側ヘバッテリ電圧を供給し、エンジンを始動させる
スタータ保護リレー１において、キースイッチの投入か
ら第１の所定時間経過した後は、リレー２を駆動するト
ランジスタ１３の動作を不能にし、当該キースイッチの
開放から第２の所定時間経過した後は、トランジスタ１
３の動作を回復させるタイマ回路３と、雰囲気温度を検
出するサーミスタ２１を設け、雰囲気温度に対して第１
および第２の所定時間を増加関数とするよう構成され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スタータ保護リレ
ー、特にスタータの長時間通電使用を防止するスタータ
保護リレーに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車のエンジンを始動するとき、短時
間定格のスタータに対しユーザはその定格時間を超えて
スタータを回したり、始動に失敗した時などに所定時間
を置かずに再度スタータを回したりするなど、過酷な使
用をされる場合がある。従来はこれらを想定して、スタ
ータ側で熱容量等に充分なマージンを持たせて設計して
いるのが現状である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】近年、環境破壊防止運
動が強まり、排気ガス規制などで自動車の軽量化が促進
され、スタータについてもその小型軽量化が強く要請さ
れてきている。この小型軽量化に当たっても、自動車に
課せられた安全性の面からその品質が確保されていなけ
ればならないのは言うまでもない。そのためスタータの
品質を確保しつつ小型軽量化の市場要求に応えるには、
ユーザの種々の使用を考慮し電子機器を付加することが
考慮される。

【０００４】本発明は上記の点に鑑みなされたものであ
り、スタータの最長作動時間を設定するスタータ保護リ
レーを提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を解決するた
めに、本発明のスタータ保護リレーは、リレーを駆動す
るスイッチング素子を備え、キースイッチの投入により
このリレーを介してスタータ側ヘバッテリ電圧を供給
し、エンジンを始動させるスタータ保護リレーにおい
て、キースイッチの投入から第１の所定時間経過した後
は、リレーを駆動するスイッチング素子の動作を不能に
し、当該キースイッチの開放から第２の所定時間経過し
た後は、スイッチング素子の動作を回復させるタイマ回
路と、雰囲気温度を検出する温度検出素子とを設け、雰
囲気温度に対して第１および第２の所定時間を増加関数
とする技術手段を採用した。

【０００６】この温度検出素子は、タイマ回路内に設け
られスイッチング素子を制御するトランジスタのベース
・エミッタ間に接続された温度−抵抗変化素子であるこ
とを含む。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係るスタータ保護
リレーの一実施例回路構成、図２はこの実施例の温度・
時間特性を示している。

【０００８】図１において、１はスタータ保護リレー、
２はリレー、３はタイマ回路、１１はリレー駆動コイ
ル、１２は常開接点、１３ないし１５はトランジスタ、
１６及び１７はダイオード、１８及び１９は定電圧ダイ
オード、２０はコンデンサ、２１は温度−抵抗変化素子
としてのサーミスタ、２２ないし２５は抵抗を現してい
る。

【０００９】ユーザが車両のキースイッチ（図示せず）
を投入すると、ＳＷ端子に車両のバッテリ（図示せず）
からバッテリ電圧が印加される。

【００１０】ＳＷ端子に前述のようにバッテリ電圧が印
加されると、トランジスタ１３は抵抗２２を介してベー
ス電流が供給されるためオンとなり、リレー２のリレー
駆動コイル１１は付勢され、その常開接点１２は閉成さ
れ、Ｂ端子とＣ端子間が接続される。Ｂ端子には車両の
バッテリ（図示せず）が接続され、Ｃ端子にはスタータ
（図示せず）が接続されるため、これによりスタータ側
ヘバッテリ電圧が供給されスタータが回転を始める。

【００１１】同時に上記キースイッチの投入でＳＷ端子
にバッテリ電圧が印加されると、抵抗２３および定電圧
ダイオード１８から構成される内部安定化回路から、タ
イマ回路３に安定化電圧が供給され、抵抗２４を介して
コンデンサ２０が充電を始める。そして或る時間が経過
すると、コンデンサ２０の充電電圧が定電圧ダイオード
１９のツェナー電圧とトランジスタ１４のベース・エミ
ッタ間電圧の合計を越え、後に詳述するトランジスタ１
４のベース電流が流れるため、トランジスタ１４はオン
に遷移する。トランジスタ１４には前記内部安定化回路
からダイオード１７を介してコレクタ電流が流れ、次段
のトランジスタ１５のベース電流を供給してオンに遷移
することにより、トランジスタ１３のベース電流を吸収
して当該トランジスタ１３を強制的にオフにする。これ
によりリレー２のリレー駆動コイル１１は消勢され、そ
の常開接点１２は開放される。すなわちＳＷ端子にバッ
テリ電圧が印加された時点からタイマ回路３が働き、例
えば３０秒などの所定時間経過後はスタータ側へバッテ
リ電圧が供給されなくなる。

【００１２】従って、ユーザが連続して所定時間（例え
ば３０秒）を超えてスタータを回そうとしても、スター
タは所定時間（例えば３０秒）を経過した時点で電源供
給停止となり、その後の動作は不可能となる。それ故ス
タータはそれ以上の発熱は生じることはないのでその後
の温度上昇はなく、そしてその後は放熱に向かうことに
なるので、スタータの過酷な使用を防止することができ
る。

【００１３】エンジンが始動するとユーザはキースイッ
チを戻し、このキースイッチの開放でＳＷ端子に印加さ
れていたバッテリ電圧と共にタイマ回路３の安定化電圧
も消滅する。上記コンデンサ２０に充電された電荷は抵
抗２４を介して放電されるがユーザがすぐキースイッチ
を入れても、トランジスタ１４はオンとなり、当該トラ
ンジスタ１４を介して次段のトランジスタ１５をオンに
し、リレ一２を駆動するトランジスタ１３はオフが維持
され、リレー２のリレーコイル１１は付勢されることは
ない。つまりその常開接点１２は閉じず、スタータ保護
リレー１にＳＷ端子からバッテリ電圧が印加されても、
スタータ側ヘバッテリ電圧の供給がなされず、スタータ
を回すことができない。

【００１４】また、タイマ回路３が一旦作動し、コンデ
ンサ２０に充電された電荷が抵抗２４を介して完全に放
電される前にユーザがキースイッチを投入してエンジン
の再始動を試みた場合、タイマ回路３が生成する上記の
所定時間（例えば３０秒）は前述より短くなるが、スタ
ータの放熱が完全なものとなっていないときには、タイ
マ回路３が生成する上記の所定時間が当初のものである
と、スタータの残存熱が累積されてゆくことがあり、ス
タータを再作動させるに当たっては、タイマ回路３が生
成する上記の所定時間が漸減する方が、スタータにとっ
て有利に作用する。

【００１５】ところで、スタータがエンジンを始動しよ
うとする際の発熱量は、エンジンのフリクションによっ
て変化する。これはエンジンオイルの粘度等の影響によ
り、周囲が低温度になるほど大きいと考えてよい。従っ
てスタータの作動時間の観点からは、例えば周囲の雰囲
気温度が摂氏２５度の時に２分間作動できるスタータ
も、周囲温度が摂氏マイナス３０度では２０秒ないし３
０秒程度の作動で耐熱限界に至ることが発明者の実験等
により判明している。前述のスタータの作動所定時間を
決定するにあたり、車両およびスタータの総合的な条件
を勘案しても、スタータにとっては厳しい低温度におけ
る安全で確実な作動を保証することが必要であり、その
ため摂氏２５度程度のいわゆる常温領域では、低温領域
における所定時間では熱容量に余裕が生じる。従って、
周囲の温度条件によってスタータの最長作動時間を設定
することにより、スタータの最大能力を発揮させること
が可能となる。

【００１６】タイマ回路３の時間的なファクターは、抵
抗２４とコンデンサ２０によるＲＣ充放電回路によるコ
ンデンサ２０の蓄積電荷（端子電圧）に対するトランジ
スタ１５のオン・オフタイミングによって決定される。
従って、この時間を変化させるのには、抵抗２４の値を
変化させることが用いられてきた。しかし、温度によっ
てこの抵抗値をわずかに変化させるのには複雑な回路構
成を用いねばならず、部品点数が多いこととと工場出荷
時の調整に時間がかかり、コストアップの要因になって
いた。

【００１７】本願ではこの点を改良する手段として以下
の点に着目して解決した。即ち、トランジスタ１５のオ
ン・オフは前段のトランジスタ１４の状態の影響を強く
受ける。つまり、コンデンサ２０の端子電圧がトランジ
スタ１４をオフからオンに遷移させるかは、定電圧ダイ
オード１９のツェナー電圧の影響が最も大きく、本実施
例では定電圧ダイオードのツェナー電圧は数ボルトの定
数を持つ素子を採用しており、コンデンサ２０の端子電
圧が定電圧ダイオード１９のツェナー電圧に近づいてき
た時、定電圧ダイオードのいわゆる肩特性で微少の電流
が流れ始める。その時の電流が抵抗２５とサーミスタ２
１の分圧比に相当する電圧がトランジスタ１５のベース
・エミッタ間に印加される。即ち、コンデンサ２０の端
子電圧からトランジスタ１４のベース・エミッタ間電圧
と定電圧ダイオード１９のツェナー電圧を差し引いた電
圧の抵抗２１とサーミスタ２１の分圧比に相当する電圧
でトランジスタ１５のオン・オフタイミングが決定され
る。

【００１８】図２はこの実施例の温度・時間特性を示
す。サーミスタ２１が周囲の雰囲気温度上昇に対して抵
抗値が小さくなるため、トランジスタ１５がオフからオ
ンに遷移する時間は長くなり、図示の特性を有する。
尚、この所定時間は増加関数の関係があればよく、曲線
に一部直線区間を有する場合、又は、単純増加の直線で
あっても良い。

【００１９】

【発明の効果】本発明では、リレーを駆動するスイッチ
ング素子を備え、キースイッチの投入によりこのリレー
を介してスタータ側ヘバッテリ電圧を供給し、エンジン
を始動させるスタータ保護リレーにおいて、キースイッ
チの投入から第１の所定時間経過した後は、リレーを駆
動するスイッチング素子の動作を不能にし、当該キース
イッチの開放から第２の所定時間経過した後は、スイッ
チング素子の動作を回復させるタイマ回路と、雰囲気温
度を検出する温度検出素子とを設け、雰囲気温度に対し
て第１および第２の所定時間を増加関数とする構成によ
り、スタータの周囲の雰囲気温度での最長作動時間を設
定させ、最大能力を引き出しつつ、安全性の高い小型軽
量スタータを提供することが可能になる。

【００２０】また、温度検出素子として、タイマ回路内
に設けられスイッチング素子を制御するトランジスタの
ベース・エミッタ間に接続された温度−抵抗変化素子を
採用しているので、少ない部品点数で、タイマー回路に
おける温度補正回路を実現でき、コストダウンに寄与す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るスタータ保護リレーの一実施例回
路構成である。

【図２】本発明に係るスタータ保護リレーの温度・時間
特性図である。

【符号の説明】

１・・・・スタータ保護リレー ２・・・・リレー ３・・・・タイマ回路 １３・・・スイッチング素子 １５・・・トランジスタ ２２・・・コンデンサ ２１・・・温度検出素子

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リレーを駆動するスイッチング素子を備
   え、キースイッチの投入により前記リレーを介してスタ
   ータ側ヘバッテリ電圧を供給し、エンジンを始動させる
   スタータ保護リレーにおいて、キースイッチの投入から
   第１の所定時間経過した後は、前記リレーを駆動する前
   記スイッチング素子の動作を不能にし、当該キースイッ
   チの開放から第２の所定時間経過した後は、前記スイッ
   チング素子の動作を回復させるタイマ回路と、雰囲気温
   度を検出する温度検出素子とを設け、前記雰囲気温度に
   対して前記第１および第２の所定時間が増加関数の関係
   を有することを特徴とするスタータ保護リレー。
2. 【請求項２】 上記温度検出素子は、前記タイマ回路内
   に設けられ前記スイッチング素子を制御するトランジス
   タのベース・エミッタ間に接続された温度−抵抗変化素
   子であることを特徴とする請求項１記載のスタータ保護
   リレー。