JP2017227180A - Starter relay protection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンの始動に用いるスタータに電源を供給するスタータリレーを保護するスタータリレー保護装置に関する。 The present invention relates to a starter relay protection device that protects a starter relay that supplies power to a starter used to start an engine.
従来、エンジンの始動に用いるスタータを動作させる際には、スタータリレーを用いてバッテリからの電力の供給を開始させている。 Conventionally, when a starter used for starting an engine is operated, supply of electric power from a battery is started using a starter relay.
例えば、スタータ自体の劣化を判定する技術としては、ドライバの手動のエンジン始動時の負荷と、自動のエンジン始動時の負荷との違いを考慮して、スタータの劣化状況を判定する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。 For example, as a technique for determining the deterioration of the starter itself, a technique for determining the deterioration state of the starter in consideration of the difference between the load at the time of manual engine start of the driver and the load at the time of automatic engine start is known. (For example, refer to Patent Document 1).
例えば、スタータには、スタータリレーを介して供給される電流により、ピニオンギヤをエンジンのクランクシャフトに接続されているリングギヤに噛合わせるように移動させるものが知られているが、ピニオンギヤとリングギヤとがうまく噛合わない状態、すなわち、不噛合いが発生する可能性がある。 For example, there are known starters that use a current supplied via a starter relay to move the pinion gear to mesh with a ring gear connected to the crankshaft of the engine, but the pinion gear and the ring gear work well. There is a possibility that non-engagement, that is, disengagement will occur.
不噛合いが発生した場合には、ピニオンギヤとリングギヤとが引っ掛かって、ピニオンギヤが回転せず、スタータのモータが回転しない状態が発生する虞があり、スタータの構成によっては、このような不噛合いが発生している場合において、スタータのモータに対して、スタータリレーから供給されている電流のみが供給されている状態になっている可能性がある。 If disengagement occurs, the pinion gear and ring gear may be caught, causing the pinion gear not to rotate and the starter motor not to rotate. Depending on the starter configuration, such disengagement may occur. When this occurs, there is a possibility that only the current supplied from the starter relay is supplied to the motor of the starter.
このように、スタータリレーからの供給されている電流のみがモータに供給されている場合においては、モータが回転しないことによる負荷の増加により、スタータリレーの接点には、大電流が流れてしまうこととなる。 Thus, when only the current supplied from the starter relay is supplied to the motor, a large current flows through the contact of the starter relay due to an increase in load due to the motor not rotating. It becomes.
このような状況下において、キースイッチをオフにする等してスタータリレーの接点を開状態にすると、スタータリレーからスタータへの電流の供給が遮断されることとなるが、大電流が流れている状態でスタータリレーの接点を開状態にするようにすると、大電流の影響により、アークが発生し、接点に対して損傷を与え、場合によっては、接点を溶着させてしまう虞がある。 Under such circumstances, when the starter relay contact is opened by turning off the key switch or the like, the supply of current from the starter relay to the starter is interrupted, but a large current flows. If the contact of the starter relay is opened in this state, an arc is generated due to the influence of a large current, causing damage to the contact, and possibly causing the contact to be welded.
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、スタータリレーの損傷を低減することのできる技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a technique capable of reducing damage to a starter relay.
上記した目的を達成するため、本発明の一観点に係るスタータリレー保護装置は、エンジンを始動させるスタータと、スタータに電流を供給するスタータリレーとを備えるスタータリレー保護装置であって、スタータは、エンジンのクランクシャフトに接続されたリングギヤと噛合わせ可能なピニオンギヤを回転させる動力を発生するモータと、バッテリと接続される第1固定接点と、モータと接続される第2固定接点と、第1固定接点と第2固定接点との間を電気的に開閉可能な可動接点と、一端がスタータリレーに接続され、他端がモータに接続され、スタータを始動させる際にスタータリレーから電流が供給されるコイルと、一端に可動接点が取り付けられ、コイルによる磁界により、可動接点を第1固定接点と第2固定接点との間を電気的に閉じる方向に移動可能であるとともに、ピニオンギヤをリングギヤと噛合う方向に移動可能であるプランジャと、を備え、バッテリからスタータリレーを介してモータに至る電線に配置された可変抵抗器を備える。 In order to achieve the above-described object, a starter relay protection device according to an aspect of the present invention is a starter relay protection device including a starter that starts an engine and a starter relay that supplies current to the starter. A motor that generates power for rotating a pinion gear that can mesh with a ring gear connected to an engine crankshaft, a first fixed contact connected to a battery, a second fixed contact connected to the motor, and a first fixed A movable contact that can be electrically opened and closed between the contact and the second fixed contact, one end is connected to the starter relay, the other end is connected to the motor, and current is supplied from the starter relay when starting the starter A movable contact is attached to one end of the coil, and the movable contact is moved between the first fixed contact and the second fixed contact by a magnetic field generated by the coil. A plunger that is movable in the direction to close the air and that can move the pinion gear in a direction to mesh with the ring gear, and includes a variable resistor disposed on the electric wire from the battery to the motor via the starter relay. .
上記スタータリレー保護装置において、スタータの始動の開始を検出する始動開始検出手段と、スタータの始動を所定の時間継続して行った際に、スタータによりエンジンのクランクシャフトが所定角度を超えて回転されたか否かを判定するスタータ動作判定手段と、スタータ動作判定手段によりクランクシャフトが所定角度を超えて回転されていないと判定された場合に、可変抵抗器の抵抗値を増加させる抵抗制御手段と、を備えるようにしてもよい。 In the starter relay protection device, when the starter is continuously started for a predetermined time and the starter detecting means for detecting the start of the starter, the starter rotates the crankshaft of the engine beyond a predetermined angle. A starter operation determining means for determining whether or not the crankshaft is not rotated beyond a predetermined angle by the starter operation determining means, and a resistance control means for increasing the resistance value of the variable resistor, You may make it provide.
上記スタータリレー保護装置において、スタータは、プランジャが、ピニオンギヤをリングギヤとの噛合いが開始される位置に移動させた状態においては、第1固定接点と第2固定接点とは、可動接点により電気的に接続されていなくてもよい。 In the starter relay protection device, the starter is electrically connected to the first fixed contact and the second fixed contact by the movable contact when the plunger moves the pinion gear to a position where the engagement with the ring gear is started. It does not have to be connected to.
また、上記スタータリレー保護装置において、抵抗制御手段により可変抵抗器の抵抗値が増加された後に、スタータリレーからコイルへの電流の供給を停止させる電流供給制御手段を更に備えるようにしてもよい。 The starter relay protection device may further include current supply control means for stopping supply of current from the starter relay to the coil after the resistance value of the variable resistor is increased by the resistance control means.
また、上記スタータリレー保護装置において、可変抵抗器は、バッテリと、スタータリレーのバッテリ側の固定接点との間に配置されていてもよい。 In the starter relay protection device, the variable resistor may be disposed between the battery and a fixed contact on the battery side of the starter relay.
また、上記スタータリレー保護装置において、可変抵抗器は、バッテリと、スタータリレーのバッテリ側の固定接点との間に配置されていてもよい。 In the starter relay protection device, the variable resistor may be disposed between the battery and a fixed contact on the battery side of the starter relay.
また、上記スタータリレー保護装置において、可変抵抗器は、スタータリレーからコイルに電流が供給されているが、可動接点と、第1固定接点及び第2固定接点とが電気的に閉じていない状態が所定時間以上経過すると、自身の抵抗値が前記スタータリレーからコイルへ供給される電流値が所定以下となるように変化するように構成されていてもよい。 In the starter relay protection device, the variable resistor has a state in which a current is supplied from the starter relay to the coil, but the movable contact, the first fixed contact, and the second fixed contact are not electrically closed. When a predetermined time or more elapses, the resistance value of itself may be changed so that the current value supplied from the starter relay to the coil becomes equal to or less than a predetermined value.
本発明によれば、スタータリレーの損傷を適切に低減することができる。 According to the present invention, damage to the starter relay can be appropriately reduced.
以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態に係るスタータリレー保護装置を説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。 Hereinafter, based on an accompanying drawing, a starter relay protection device concerning one embodiment of the present invention is explained. The same parts are denoted by the same reference numerals, and their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
図1は、本発明の一実施形態に係るスタータリレー保護装置を示す模式的な構成図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a starter relay protection device according to an embodiment of the present invention.
スタータリレー保護装置1は、エンジン2と、クランクシャフト3と、クランクシャフト3に一体回転可能に接続されたリングギヤ4と、直流電流を供給可能なバッテリ5と、キースイッチ6と、エンジン2のクランクシャフト3を回転させてエンジン2を始動させるためのスタータ10と、スタータ10を始動させるための電流の断接を行うスタータリレー50と、可変抵抗器60と、スタータリレー50の接点の断接を制御するスタータカットリレー70と、ECU(コントロールユニット)80と、エンジン回転角センサ91と、を備えている。
The starter
キースイッチ6は、スタータ10を始動させる際にオン(スタータオン)に設定されるスイッチであり、例えば、運転者によりイグニッションキーがスタート位置まで回されることによりオン(スタータオン)となる。キースイッチ6がオンされると、バッテリ5から供給される電流がスタータリレー50に供給される。なお、キースイッチ6に代えて、運転者により押下されるとオンとなるスタータ始動用のスイッチ(スタートスイッチ)を備えるようにしてもよい。
The
スタータリレー50は、一端がキースイッチ6の一方の端子に接続され、他端が後述するスタータカットリレー70の一方の固定接点72に接続されているコイル51と、バッテリ5と可変抵抗器60を介して接続されている固定接点52と、スタータ10の後述するS端子12と接続されている固定接点53と、固定接点52及び固定接点53と対向するように配置され、固定接点52と固定接点53との間を電気的に開閉可能な可動接点54と、一端に可動接点54が接続され、コイル51の内周側に配置されるプランジャ55とを備える。
The
スタータリレー50では、スタータカットリレー70の接点が閉状態の場合には、キースイッチ6がオンに設定されて、バッテリ5からの電流がコイル51の一端側に供給されると、コイル51を電流が流れて、プランジャ55を図面左方向に移動させようとする磁界が生成される。これにより、プランジャ55が左方向に移動されると、プランジャ55に接続された可動接点54が、固定接点52及び固定接点53と接触して、固定接点52と固定接点53との間を電気的に接続する。この結果、バッテリ5からの電流が固定接点52、可動接点54、及び固定接点53を介して、スタータ10のS端子12に供給されるようになる。
In the
一方、スタータカットリレー70の接点が開状態の場合には、スタータリレー50では、キースイッチ6がオンに設定されていても、バッテリ5からの電流がコイル51の一端側に供給されず、コイル51により、プランジャ55を図面左方向に移動させようとする磁界が生成されなくなる。これにより、図示しないプランジャ55が右方向に移動され、プランジャ55に接続された可動接点54が、固定接点52及び固定接点53と離れて、固定接点52と固定接点53との間が電気的に切断される。この結果、バッテリ5からの電流が固定接点52、可動接点54、及び固定接点53を介して、スタータ10のS端子12に供給されない状態となる。
On the other hand, when the contact of the
スタータカットリレー70は、一端がECU80に接続され、他端がバッテリ5と接続されているコイル71と、スタータリレー50のコイル51の一端と接続されている固定接点72と、接地されている固定接点73と、固定接点72及び固定接点73と対向するように配置され、固定接点72と固定接点73との間を電気的に開閉可能な可動接点74と、一端に可動接点74が接続され、コイル71の内周側に配置されるプランジャ75とを備える。
The
スタータカットリレー70では、コイル71の一端側に接続されたECU80により、コイル71の一端側が接地されると、バッテリ5からの電流がコイル71の一端側に供給され、コイル71を電流が流れて、プランジャ75を図面左方向に移動させようとする磁界が生成される。これにより、プランジャ75が左方向に移動されると、プランジャ75に接続された可動接点74が、固定接点72及び固定接点73から離れて、開状態、すなわち、固定接点52と固定接点53との間を電気的に切断した状態となる。この結果、固定接点72が、可動接点74、及び固定接点73を介して、接地されていない状態となる。
In the
可変抵抗器60は、バッテリ5からの電線がスタータリレー50の固定接点52側に分岐した部分以降に配置されている。可変抵抗器60は、ECU80の制御により、抵抗値を変更することができる。可変抵抗器60の抵抗値が大きくなると、バッテリ5からスタータリレー50の固定接点52に供給される電流が小さくなる。
The
スタータ10は、マグネットスイッチ20と、回転駆動部30とを備える。スタータ10は、B端子11と、S端子12と、M端子13とを備える。B端子11は、バッテリ5と電線を介して接続される。S端子12は、スタータリレー50の固定接点53と電線を介して接続される。M端子13は、マグネットスイッチ20と、回転駆動部30とを電気的に接続する。
The
マグネットスイッチ20は、B端子11とM端子13との間の電気的な断接を行うと共に、ピニオンギヤ39を移動させる。マグネットスイッチ20は、B端子11と接続されている固定接点21(第1固定接点)と、M端子13と接続されている固定接点22(第2固定接点)と、固定接点21及び固定接点22と対向するように配置され、固定接点21及び固定接点2との間を電気的に開閉可能な可動接点26と、一端に可動接点26が接続されると共に、他端に後述するシフトレバー27の一端が接続され、所定方向に移動可能なプランジャ23と、一端がS端子12に接続されるとともに他端がM端子13と接続され、プランジャ23の外周側に巻回される吸引コイル24と、一端がS端子12に接続されるとともに他端が接地され、プランジャ23の外周側に巻回される保持コイル25と、を備えている。
The
吸引コイル24は、S端子12側からM端子13側に電流が流れると、プランジャ23を図面左側に移動させる磁界を発生させる方向に巻回されている。一方、保持コイル25は、S端子12側から電流が流れると、プランジャ23を図面左側に移動させる磁界を発生させる方向に巻回されている。
The
マグネットスイッチ20によると、S端子12にスタータリレー50から電流が供給されると、吸引コイル24と、保持コイル25とに電流が流れ、それぞれのコイルにより、プランジャ23を図面左方向に移動させる磁界が発生する。この結果、プランジャ23が図面左側に移動されることとなる。
According to the
プランジャ23が左側に移動されると、シフトレバー27を介して後述するピニオンギヤ39がリングギヤ4と噛合う方向に移動される。また、プランジャ23が最も左側まで移動されると、プランジャ23に接続された可動接点26が、固定接点21及び固定接点22と接触して、固定接点21と固定接点22との間を電気的に接続する。この結果、バッテリ5からB端子11に供給される電流が、固定接点21、可動接点26、及び固定接点22を介して、M端子13に供給されるようになる。
When the
回転駆動部30は、回転駆動力を出力するモータ31と、モータ31の出力軸36の一端に一体回転可能に接続された出力ギヤ37と、リングギヤ4と噛合い可能なピニオンギヤ39と、一端にピニオンギヤ39が一体回転可能に接続されるピニオン軸38と、出力軸36からピニオン軸38への一方向への動力伝達が可能なワンウェイクラッチ40と、一端がプランジャ23に接続され、他端がピニオン軸38のピニオンギヤ39とは反対側の端部に対向して配置されているシフトレバー27と、シフトレバー27を時計回り方向に回転するように付勢するトーションスプリング29と、を備えている。
The
シフトレバー27は、中間部28を支点として回動可能に配置されている。シフトレバー27は、プランジャ23が左側に移動すると、反時計回り方向に回動し、ピニオン軸38を図面右側、すなわち、ピニオンギヤ39がリングギヤ4と噛合う方向に押し出す。本実施形態のスタータ10は、プランジャ23に取り付けられた可動接点26と、固定接点21及び固定接点22とが接していない位置にプランジャ23がある場合に、ピニオンギヤ39とリングギヤ4との噛合いが開始される構成、所謂補助噛み構成となっている。
The
モータ31は、例えば、直流直巻方式のモータであり、フィールドコイル32と、ブラシ34,35と、アーマチュアコイル33と、出力軸36とを備える。フィールドコイル32は、一端がM端子13に接続され、他端がブラシ34に接続されている。アーマチュアコイル33は出力軸36に取り付けられている。アーマチュアコイル33は、ブラシ34とブラシ35とに電気的に接続されており、ブラシ34から電流が供給される。ブラシ35の一端は、接地されている。
The motor 31 is, for example, a direct current motor, and includes a
モータ31においては、M端子13からフィールドコイル32に電流が供給されると、フィールドコイル32により、回転軸36の周方向に、異なる複数の磁極が交互に形成される。また、フィールドコイル32を流れた電流はブラシ34を介してアーマチュアコイル33に流れる。アーマチュアコイル33では複数の磁極が形成されるので、アーマチュアコイル33は、フィールドコイル32により形成される磁極との関係に応じて所定の方向に出力軸36とともに回転する。
In the motor 31, when current is supplied from the
ワンウェイクラッチ40は、インナーレース41と、インナーレース41の外周側に形成されたアウターレース42と、インナーレース41とアウターレース42との間に設けられたローラ43とを備える。
The one-way clutch 40 includes an
インナーレース41は、内周側において、ピニオン軸38の外周と、例えばヘリカルスプライン嵌合している。このような構成により、ピニオン軸38は、所定方向(図面左右方向)に移動可能となっているとともに、インナーレース41からの回転駆動力が伝達可能となっている。
The
アウターレース42は、外周に出力ギヤ37と噛合うギヤが形成されている。したがって、出力ギヤ37からの回転駆動力がアウターレース42に伝達可能となっている。インナーレース41とアウターレース42との間には、ローラ43を含む公知の構成物が設けられており、これら構成物により、アウターレース42からインナーレース41への一方向のみの駆動力の伝達が可能となっている。
The
エンジン回転角センサ91は、エンジン2のクランクシャフト3の回転角及び回転数を検出し、検出結果をECU80に出力する。本実施形態では、エンジン回転角センサ91による回転角や回転数により、スタータ10のピニオンギヤ39とリングギヤ4との噛合いが成功し、スタータ10によりクランクシャフト3が回転されたことを把握することができる。
The engine
ECU80は、スタータリレー50を保護するための制御を行う装置であり、公知のCPU、ROM、RAM、入力ポート、出力ポート等を備えて構成されている。また、ECU80は、開始始動検出手段及びスタータ動作判定手段の一例としての動作確認部81と、抵抗制御手段の一例としての抵抗制御部82と、電流供給制御手段の一例としての電流供給制御部83と、を一部の機能要素として有する。これら各機能要素は、一体のハードウェアであるECU80に含まれるものとして説明するが、これらの何れか一部を別体のハードウェアに設けることもできる。
The
動作確認部81は、キースイッチ6がオン(例えば、イグニッションキーがスタート位置)になったこと(スタータ始動開始)を検出する。動作確認部81は、スタータ始動開始から所定時間以上スタータ10の始動を継続している場合に、エンジン回転角センサ91により検出されるクランクシャフト3の回転角(スタータ始動開始からの回転角)が所定角度(例えば、0度)を超えたか否かを判定する。動作確認部81は、クランクシャフト3の回転角が所定角度を超えていない場合には、スタータ10がクランクシャフト3を適切に回転させておらず、ピニオンギヤ39とリングギヤ4とが不噛合いになっている可能性が高いので、クランクシャフト3の回転角が所定角度を超えていない旨を抵抗制御部82に通知する。
The
抵抗制御部82は、動作確認部81から、クランクシャフト3の回転角が所定角度を超えていない旨の通知を受けると、可変抵抗器60の抵抗値を増加させるように制御する。
When receiving a notification from the
電流供給制御部83は、抵抗制御部82により可変抵抗器60の抵抗値が増加された後に、スタータカットリレー70を制御して、スタータリレー50によるスタータ10への電流の供給を遮断する。具体的には、本実施形態では、電流供給制御部83は、スタータカットリレー70のコイル75の一端を接地させることにより、スタータカットリレー70のコイル71にバッテリ5からの電流を流すようにする。この結果、スタータカットリレー70の接点が開状態となり、スタータリレー50のコイル51の一端が接地されていない状態となる。これにより、スタータリレー50においては、コイル51に電流が流れず、接点が開状態となり、バッテリ5からのスタータリレー50を介してスタータ10への電流の供給が遮断される。
The current
次に、本発明の一実施形態に係るスタータ10の動作について説明する。
Next, operation | movement of the
図2は、本発明の一実施形態に係るスタータ保護装置におけるスタータのピニオンギヤと、リングギヤとの噛合いが開始される直前の状態を示す図である。図3は、本発明の一実施形態に係るスタータリレー保護装置におけるスタータのピニオンギヤと、リングギヤとの噛合いが成功した状態を示す図である。なお、図2、図3においては、配線、コイル等を、その部位に流れる電流が大きいほど太い線で表示している。 FIG. 2 is a diagram showing a state immediately before the starter meshes with the pinion gear of the starter and the ring gear in the starter protection device according to the embodiment of the present invention. FIG. 3 is a view showing a state where the engagement between the starter pinion gear and the ring gear in the starter relay protection device according to the embodiment of the present invention is successful. In FIGS. 2 and 3, wirings, coils, and the like are indicated by thicker lines as the current flowing through the portion increases.
まず、スタータ10の始動を開始して、ピニオンギヤ39と、リングギヤ4との噛合いが開始される直前となるまでの動作について図2を参照して説明する。
First, the operation from the start of the
運転者によりキースイッチ6がオンに設定された場合には、初期状態では、スタータカットリレー70は、閉状態となっているので、バッテリ5からの電流がスタータリレー50のコイル51に流れる。この結果、コイル51による磁界により磁力を受けてプランジャ55が図面左側に移動することとなり、可動接点54が固定接点52及び固定接点53の間を閉状態とする(なお、この状態をスタータリレー50の接点が閉状態ということとする)。
When the
スタータリレー50の接点が閉状態になると、バッテリ5からの電流が、可変抵抗器60、固定接点52、可動接点54、及び固定接点53を介してS端子12に供給される。なお、可変抵抗器60の抵抗値は、初期状態では、ゼロ又は比較的低い値となっている。この結果、S端子12に接続されている吸引コイル24の一端及び保持コイル25の一端に電流が供給される。吸引コイル24においては、電流は、M端子13側に流れる一方、保持コイル25においては、電流は、接地側に流れる。この結果、吸引コイル24及び保持コイル25によりプランジャ23を図面左側に移動させる磁界が生じる。
When the contact of the
この結果、プランジャ23は、図面左側に移動を開始する。これにより、プランジャ23に接続されているシフトレバー27が中間部28を中心に反時計回り方向に回動し、ピニオン軸38をピニオンギヤ39がリングギヤ4に近づくように押し出す。これにより、ピニオンギヤ39は、リングギヤ4と噛合う直前の位置に到達する。この際には、可動接点26は、固定接点21及び固定接点22とは接触していない状態となっている。
As a result, the
この状態においては、吸引コイル24を通ってM端子13に流れた電流は、フィールドコイル32、ブラシ34、アーマチュアコイル33、ブラシ35を通って流れる。これにより、モータ31のアーマチュアコイル33、出力軸36、及び出力ギヤ37が回転を開始する。なお、この状態において、モータ31が回転している状態であれば、モータに供給される電流は比較的小さい。
In this state, the current flowing through the
次に、ピニオンギヤ39とリングギヤ4とが噛合う直前の位置に到達した後のスタータ10に関わる動作について説明する。
Next, an operation related to the
図2に示すように、ピニオンギヤ39がリングギヤ4と噛合う直前の位置に到達した後には、プランジャ23は、更に左方向に移動しようとし、その結果、ピニオンギヤ39は、リングギヤ4と噛合う方向に更に押し出されることとなる。
As shown in FIG. 2, after reaching the position immediately before the
ここで、ピニオンギヤ39とリングギヤ4との噛合いがうまく行われると、図3に示すように、プランジャ23が最も左側の位置まで移動され、プランジャ23に接続された可動接点26が固定接点21及び固定接点22と接触して、固定接点21と固定接点22との間を電気的に接続する。
Here, when the engagement between the
この結果、B端子11からM端子13に流れる電流がモータ31に供給されるようになり、S端子12から吸引コイル24を介してM端子13へ電流が流れないようになる。これにより、モータ31には、B端子11を介してバッテリ5からの電流が供給され、モータ31の回転駆動力がピニオンギヤ39、リングギヤ4を介してエンジン2のクランクシャフト3に伝達され、エンジン2が始動されることとなる。
As a result, the current flowing from the
一方、ピニオンギヤ39とリングギヤ4とが適切に噛み合わない状態である不噛合いが発生してしまうと、例えば、ピニオンギヤ39とリンギギヤ4との側面が引っ掛かってしまって、ピニオンギヤ39が回転できなくなり、モータ31が回転できなくなる。このため、モータ31の回転駆動力をエンジン2のクランクシャフト3に伝達することができず、エンジン2を始動させることができない。
On the other hand, if disengagement occurs in a state where the
この場合には、モータ31の負荷が上昇してしまって大きな電流が流れようとすることとなるが、図2に示すように固定接点21,22と可動接点26とが接していない状態となっているので、図3に示す場合に比して、スタータリレー50の固定接点52、可動接点54、及び固定接点53を介してS端子12に供給される電流が非常に大きくなってしまう。なお、この状態で、キースイッチ6をオフにすると、スタータリレー50の固定接点と、可動接点との間にアークが発生し、接点を損傷させてしまい、接点間を溶着させてしまう虞がある。
In this case, the load of the motor 31 rises and a large current tends to flow, but the fixed
本実施形態に係るスタータリレー保護装置1は、以下に示すようなスタータリレー保護処理を実行することにより、スタータリレー50の接点に発生する損傷を低減するようにしている。
The starter
本発明の一実施形態に係るスタータリレー保護処理について説明する。 A starter relay protection process according to an embodiment of the present invention will be described.
図4は、本発明の一実施形態に係るスタータリレー保護装置によるスタータリレー保護処理のフローチャートである。図5は、本発明の一実施形態に係るスタータリレー保護装置における可変抵抗器の抵抗値を増加させた状態を示す図である。図6は、本発明の一実施形態に係るスタータリレー保護装置におけるスタータカットリレーを開状態にした状態を示す図である。なお、図5、図6においては、配線、コイル等を、その部位に流れる電流が大きいほど太い線で表示している。 FIG. 4 is a flowchart of starter relay protection processing by the starter relay protection device according to the embodiment of the present invention. FIG. 5 is a diagram illustrating a state in which the resistance value of the variable resistor in the starter relay protection device according to the embodiment of the present invention is increased. FIG. 6 is a diagram illustrating a state in which the starter cut relay in the starter relay protection device according to the embodiment of the present invention is in an open state. In FIGS. 5 and 6, wirings, coils, and the like are indicated by thicker lines as the current flowing through the portion increases.
スタータリレー保護処理は、例えば、キースイッチ6が通常のオン(イグニッションキーがオン位置)となった後に実行が開始される。
The starter relay protection process is started after the
動作確認部81は、キースイッチ6がオン(スタータオン)になったか否か、すなわち、スタータ始動開始となったか否かを判定する(ステップS11)。この結果、スタータ始動開始となっていない場合(ステップS11:NO)には、動作確認部81は、ステップS11を再び実行する。
The
一方、スタータ始動開始となった場合(ステップS11:YES)には、動作確認部81は、キースイッチ6がオフか否か(ここでは、イグニッションキーがスタート位置から通常
のオン位置に変更されたか否か)、すなわち、スタータ始動終了になったか否かを判定する(ステップS12)。
On the other hand, when the starter start is started (step S11: YES), the
この結果、スタータ始動終了となった場合(ステップS12:YES)には、動作確認部81は処理をステップS11に進める。一方、スタータ始動終了となっていない場合(ステップS12:NO)には、動作確認部81は、スタータ始動開始から所定時間経過したか否かを判定する(ステップS13)。
As a result, when the starter start is finished (step S12: YES), the
この結果、スタータ始動開始から所定時間経過していない場合(ステップS13:NO)には、動作確認部81は、処理をステップS12に進める。一方、スタータ始動開始から所定時間経過している場合(ステップS13:YES)には、動作確認部81は、エンジン回転角センサ91により検出されるクランクシャフト3の回転角(スタータ始動開始からの回転角)が所定角度を超えたか否かを判定する(ステップS14)。
As a result, when the predetermined time has not elapsed since the start of the starter start (step S13: NO), the
この結果、クランクシャフト3の回転角が所定角度を超えた場合(ステップS14:YES)には、スタータ10によりクランクシャフト3が回転されており、ピニオンギヤ39と、リングギヤ4とが不噛合いとなっていないことを意味しているので、動作確認部81は、処理をステップS11に進める。
As a result, when the rotation angle of the
一方、クランクシャフト3の回転角が所定角度を超えていない場合(ステップS14:NO)には、ピニオンギヤ39と、リングギヤ4とが不噛合いとなっている可能性が高く、スタータリレー50の接点に大電流が流れている可能性が高いので、抵抗制御部82は、可変抵抗器60の抵抗値を増加させる(ステップS15)。これにより、図5に示すように、スタータリレー50の接点に流れる電流値を、図2に示す状態よりも低減することができる。
On the other hand, when the rotation angle of the
次いで、電流供給制御部83が、スタータカットリレー70の接点を遮断(開状態に)する(ステップS16)。具体的には、電流供給制御部83は、コイル71の一端を接地させることにより、スタータカットリレー70のコイル71にバッテリ5からの電流を流すようにする。この結果、スタータカットリレー70の接点が開状態となり、スタータリレー50のコイル51の一端が接地されていない状態となる。これにより、図6に示すように、スタータリレー50においては、コイル51に電流が流れず、接点が開状態となり、バッテリ5からのスタータリレー50を介してスタータ10への電流の供給が遮断される。なお、ステップS16の処理の後に、電流供給制御部83は、処理をステップS11に進める。
Next, the current
以上説明したように、本実施形態に係るスタータリレー保護装置1によると、動作確認部81により、スタータ10の始動の開始を検出し、スタータ10の始動が所定の時間継続して行われた際に、クランクシャフト3が所定角度を超えて回転されたか否かを判定し、クランクシャフト3が所定角度を超えて回転されていないと判定された場合に、抵抗制御部82により、可変抵抗器60の抵抗値を増加させるようにしたので、スタータリレー50の固定接点52、可動接点54、及び固定接点53を流れる電流の大きさを低減することができる。このため、この後に、スタータリレー50の接点を開状態にする場合において、アークの発生を低減でき、接点の損傷や、接点の溶着の発生を低減することができる。
As described above, according to the starter
次に、本発明の変形例に係るスタータリレー保護装置について説明する。 Next, a starter relay protection device according to a modification of the present invention will be described.
図7は、本発明の変形例に係るスタータリレー保護装置を示す模式的な構成図である。なお、図1に示すスタータリレー保護装置と、同様の部位には同一の符号を付している。 FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing a starter relay protection device according to a modification of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same site | part as the starter relay protection apparatus shown in FIG.
変形例に係るスタータリレー保護装置は、上記実施形態のスタータリレー保護装置において、可変抵抗器60に変えて、可変抵抗器の一例としての発熱抵抗体61を備えるようにし、抵抗制御部82を備えないようにしたものである。
The starter relay protection device according to the modified example includes a
発熱抵抗体61は、流れる電流値が大きいほど発熱し、その抵抗値を増加させる性質を有している。
The
図8は、本発明の変形例に係るスタータリレー保護装置の発熱抵抗体の性質を示す図である。 FIG. 8 is a diagram showing the properties of the heating resistor of the starter relay protection device according to the modification of the present invention.
発熱抵抗体61は、正常時、すなわち、可動接点26と、固定接点21及び固定接点22とが電気的に閉じている場合には、自身を流れる電流、すなわち、スタータリレー50からスタータ10へ供給される電流は比較的小さいので、発熱量が抑えられて自身の抵抗値は比較的小さくなっており、供給される電流値をあまり変化させない。一方、不噛合いが発生している時、すなわち、可動接点26と、固定接点21及び固定接点22とが電気的に閉じていない場合には、発熱抵抗体61は、自身を流れる電流が比較的大きいので、発熱量が増加して自身の抵抗値が徐々に大きくなり、その結果、供給される電流値を大きく低減させる。発熱抵抗体61は、例えば、電流供給制御部83により、スタータリレー50によるスタータ10への電流の供給を遮断する時点となった場合(例えば、スタータ10の始動から所定の時間が経過した場合)に、遮断した際にスタータリレー50の接点に与える影響が抑えられると想定される所定の電流値以下に変化するように構成されている。発熱抵抗体61は、例えば、不噛合い発生時の場合には、数秒で電流値が10分の1程度に減少し、噛合い時の場合には、数十秒でもプランジャ23の位置を維持するのに十分な電流値を確保できるように構成するようにしてもよい。
The
変形例に係るスタータリレー保護装置によると、ECU80において、抵抗値を変更するための制御をすることなく、不噛合い発生時に、スタータリレー50による電流の供給を遮断するまでに、スタータリレー50の接点に流れる電流の値を適切に低減することができ、遮断時における接点の損傷を低減することができる。
According to the starter relay protection device according to the modification, the
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。 In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, In the range which does not deviate from the meaning of this invention, it can change suitably and can implement.
例えば、上記実施形態では、運転者の操作により、キースイッチ6をオンにしてスタータ10の始動を開始させる場合に適用した例を示していたが、本発明はこれに限られず、例えば、ECUの制御信号によりスタータ10への電流の供給を開始させてスタータ10の始動を開始させる場合、又は、運転者の操作による場合及びECUの制御による場合の両方がある場合にも適用することができる。
For example, in the above-described embodiment, an example is shown in which the
また、上記実施形態では、可変抵抗器60を、バッテリ5からの電線における固定接点52へ分岐した部分に配置するようにしていたが、本発明はこれに限られず、例えば、固定接点53と吸引コイル24との間や、吸引コイル24とモータ31との間に配置するようにしてもよく、要は、バッテリ5からスタータリレー50を介してモータ31に至る電線の任意の位置に配置すればよい。
Further, in the above embodiment, the
また、上記実施形態では、スタータカットリレー70をスタータリレー50のコイル51のバッテリ5から遠い側(下流側)に接続するようにしていたが、本発明はこれに限られず、スタータリレー50のコイル51のバッテリ5に近い側(上流側)に配置するようにしてもよい。
In the above embodiment, the starter cut
また、上記実施形態では、スタータリレー50をプランジャ55がコイル51の内周側に配置され、プランジャ55を移動させることで接点を開閉するリレーとしていたが、本発明はこれに限られず、コイルに供給される電流に応じて、固定接点と可動接点との電気的な接続を制御することにより、S端子12への電流の供給を制御できる構成であれば、任意の構成でよい。
In the above embodiment, the
1 スタータリレー保護装置
2 エンジン
3 クランクシャフト
4 リングギヤ
5 バッテリ
6 キースイッチ
10 スタータ
11 B端子
12 S端子
13 M端子
20 マグネットスイッチ
21,22 固定接点
23 プランジャ
24 吸引コイル
25 保持コイル
26 可動接点
27 シフトレバー
28 中間部
29 トーションスプリング
30 回転駆動部
31 モータ
32 フィールドコイル
33 アーマチュアコイル
34 ブラシ
35 ブラシ
36 出力軸
37 出力ギヤ
38 ピニオン軸
39 ピニオンギヤ
40 ワンウェイクラッチ
41 インナーレース
42 アウターレース
43 ローラ
50 スタータリレー
51 コイル
52,53 固定接点
54 可動接点
55 プランジャ
60 可変抵抗器
61 発熱抵抗体
70 スタータカットリレー
71 コイル
72,73 固定接点
74 可動接点
75 プランジャ
80 ECU
81 動作確認部
82 抵抗制御部
83 電流供給制御部
91 エンジン回転角センサ
1 Starter
81
Claims (6)
前記スタータは、
前記エンジンのクランクシャフトに接続されたリングギヤと噛合わせ可能なピニオンギヤを回転させる動力を発生するモータと、
バッテリと接続される第1固定接点と、
前記モータと接続される第2固定接点と、
前記第1固定接点と前記第2固定接点との間を電気的に開閉可能な可動接点と、
一端が前記スタータリレーに接続され、他端が前記モータに接続され、前記スタータを始動させる際に前記スタータリレーから電流が供給されるコイルと、
一端に前記可動接点が取り付けられ、前記コイルによる磁界により、前記可動接点を前記第1固定接点と前記第2固定接点との間を電気的に閉じる方向に移動可能であるとともに、前記ピニオンギヤを前記リングギヤと噛合う方向に移動可能であるプランジャと、を備え、
前記バッテリから前記スタータリレーを介して前記モータに至る電線に配置された可変抵抗器を備える
スタータリレー保護装置。 A starter relay protection device comprising a starter for starting an engine and a starter relay for supplying current to the starter,
The starter is
A motor for generating power for rotating a pinion gear meshable with a ring gear connected to the crankshaft of the engine;
A first fixed contact connected to the battery;
A second fixed contact connected to the motor;
A movable contact that can be electrically opened and closed between the first fixed contact and the second fixed contact;
A coil having one end connected to the starter relay, the other end connected to the motor, and a current supplied from the starter relay when starting the starter;
The movable contact is attached to one end, and the movable contact can be moved in a direction to electrically close between the first fixed contact and the second fixed contact by a magnetic field generated by the coil, and the pinion gear is A plunger movable in a direction to mesh with the ring gear,
A starter relay protection device comprising a variable resistor disposed on an electric wire extending from the battery to the motor via the starter relay.
前記スタータの始動を所定の時間継続して行った際に、前記スタータにより前記エンジンのクランクシャフトが所定角度を超えて回転されたか否かを判定するスタータ動作判定手段と、
前記スタータ動作判定手段により前記クランクシャフトが所定角度を超えて回転されていないと判定された場合に、前記可変抵抗器の抵抗値を増加させる抵抗制御手段と、を更に備える
請求項1に記載のスタータリレー保護装置。 Start-start detecting means for detecting the start of the starter;
Starter operation determination means for determining whether or not the crankshaft of the engine has been rotated beyond a predetermined angle by the starter when the starter is continuously started for a predetermined time;
2. The resistance control unit according to claim 1, further comprising a resistance control unit configured to increase a resistance value of the variable resistor when it is determined by the starter operation determination unit that the crankshaft is not rotated beyond a predetermined angle. Starter relay protection device.
前記プランジャが、前記ピニオンギヤを前記リングギヤとの噛合いが開始される位置に移動させた状態においては、前記第1固定接点と前記第2固定接点とは、前記可動接点により電気的に接続されていない
請求項2に記載のスタータリレー保護装置。 The starter is
In a state where the plunger moves the pinion gear to a position where the engagement with the ring gear is started, the first fixed contact and the second fixed contact are electrically connected by the movable contact. The starter relay protection device according to claim 2 which is not present.
請求項2又は請求項3に記載のスタータリレー保護装置。 4. The starter according to claim 2, further comprising a current supply control unit that stops supply of current from the starter relay to the coil after the resistance value of the variable resistor is increased by the resistance control unit. 5. Relay protection device.
請求項1から請求項4の何れか一項に記載のスタータリレー保護装置。 The starter relay protection device according to any one of claims 1 to 4, wherein the variable resistor is disposed between the battery and a fixed contact on the battery side of the starter relay.
請求項1に記載のスタータリレー保護装置。 The variable resistor is supplied with current from the starter relay to the coil, but the movable contact, the first fixed contact, and the second fixed contact are not electrically closed for a predetermined time or more. 2. The starter relay protection device according to claim 1, wherein when the current value elapses, the resistance value of the starter relay changes such that a current value supplied from the starter relay to the coil becomes equal to or less than a predetermined value.
Priority Applications (1)
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JP2016124331A JP2017227180A (en) | 2016-06-23 | 2016-06-23 | Starter relay protection device |
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WO2019088167A1 (en) | 2017-10-31 | 2019-05-09 | 住友ベークライト株式会社 | Purification agent for sugar chain or glycopeptide, and use thereof |
CN115453349A (en) * | 2022-10-08 | 2022-12-09 | 江苏德菲勒智能科技有限公司 | Relay protection equipment operation and fault information monitoring and analyzing device |
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2016
- 2016-06-23 JP JP2016124331A patent/JP2017227180A/en active Pending
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