JP2514834Y2 - 車両用スタータモータのオーバラン防止装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、車両の始動時におい
て、スタータスイッチ系の故障によるスタータモータの
破損を防止し得る、車両用スタータモータのオーバラン
防止装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば実開昭５３−６９６４４号
公報に示す如く、スタータスイッチがＯＮ故障した時、
所定時間経過後にリレーを作動させ、スタータモータへ
の通電を遮断するようにしたスタータモータのオーバー
ラン防止装置がある。この従来の実施例を図５に示す。

【０００３】図５において、エンジンの始動はイグニッ
ションキーを始動位置に設定することによりスタータス
イッチＳＴはＯＮし、ＯＮ状態のリレー接点Ｒｂを介し
てスタータモータへ電流が通電される。

【０００４】スタータスイッチＳＴが故障し、ＯＮのま
まとなると、レジスタＲ１を介してコンデンサＣが充電
され、この充電が進むとトランジスタＴｒがＯＮし、リ
レーコイルＲｃに通電され、この充電が進むとトランジ
スタＴｒがＯＮし、リレーコイルＲｃに通電されて、リ
レー接点ＲｂがＯＦＦする。従って、スタータスイッチ
ＳＴの故障時にスタータモータに電流が連続通電される
ことがなく、連続通電により、スタータモータが故障す
ることを防止できる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
オーバラン防止装置では、使用しているリレーが常閉タ
イプであるが為、スタータモータ電流のような大電流を
遮断するには接点の信頼性上不適当であるという欠点が
あった。

【０００６】この常閉タイプのリレーに対し常開タイプ
のリレーは、「電気接点・接触現象総合資料集」（総合
電子サーチ発行）に示されるように信頼性に優れるた
め、常閉タイプのリレーを使用することが考えられる
が、単純に常開タイプのリレーを使用した場合、スター
タ作動時の電圧の低下でタイマ回路が誤作動した際に不
具合が生じる。つまり、スタータモータ作動時の電圧低
下によりタイマ回路が誤作動し、リレー駆動回路がＯＦ
Ｆしてしまうと、リレーがＯＦＦし、その結果スタータ
モータへの通電は遮断される。それにより、電圧が回復
し、リレー駆動回路がＯＮしてリレーが通電となる。そ
して、再び電圧低下を招き、これらを繰り返すという誤
作動を引き起こし、エンジンの始動ができないという問
題を起こす。

【０００７】そこで、本考案は、常開タイプのリレーを
使用すると共に、スタータモータへの通電による電圧低
下のためにリレー駆動回路がＯＦＦしてしまうことを防
止することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本考案のスタータオーバラン防止装置は、一端が電
源（１）に接続されたリレーコイル（４２１）及び、こ
のリレーコイル（４２１）が通電された時に閉じるリレ
ー接点（４２２）を有するリレー（４２）と、このリレ
ー（４２）のリレーコイル（４２１）の導通、遮断を制
御するようＯＮ，ＯＦＦするスイッチ手段（４１７ｃ）
と、前記電源（１）の電圧が第１の所定値以上の時に正
常に作動し、スタータスイッチ（２）のＯＮ時に前記ス
イッチ手段（４１７ｃ）をＯＮすると共に、前記スイッ
チ手段（４１７ｃ）のＯＮ時間を計測して、前記スイッ
チ手段のＯＮ状態が所定ＯＮ時間継続した時に前記スイ
ッチ手段（４１７ｃ）をＯＦＦさせるスイッチ制御手段
（４１１，４１２，４１３）と、前記リレー（４２）の
リレー接点（４２２）の導通により、前記電源（１）か
らの電流が供給され回転駆動するスタータモータ（３
４）と、を備えた車両用スタータモータのオーバラン防
止装置であって、前記スタータモータ（３４）への通電
により、前記電源（１）の電圧が、前記第１の所定値以
上の第２の所定値以下に低下したことを検出する低電圧
検出手段（４１４）と、前記電源（１）の電圧が第１の
所定値以下の時においても正常に作動し、前記低電圧検
出手段（４１４）により前記電源（１）の電圧が前記第
２の所定値以下に低下したことが検出された時に、前記
スイッチ手段（４１７ｃ）をＯＮ状態に保持する低電圧
時スイッチ制御手段（４１５ａ）を設けたことを特徴と
する構成とする。

【０００９】

【作用及び考案の効果】上記構成により、リレーコイル
の導通、遮断を制御するスイッチ手段のＯＮを、スター
タモータの作動により震源電圧がかなり低下しても維持
できる為、スタータモータの作動による電圧低下時にリ
レーコイルの電流が遮断される（リレー駆動回路がＯＦ
Ｆする）という問題を防止することができる。即ち、リ
レーコイルに通電されて接点が閉じる常開タイプのリレ
ーを使用したスタータモータの優れたオーバラン防止装
置を提供することができる。

【００１０】

【実施例】以下、図に基づいて本考案装置の実施例を説
明する。図１は本考案の第１実施例を示す電気回路図で
ある。図中１はバッテリ、２は運転者がイグニッション
キーを始動位置に設定するとＯＮするスタータスイッチ
である。３はスタータであり、マグネットスイッチの接
点３３を介してバッテリ１に接続されるスタータモータ
３４を備える。

【００１１】４はオーバラン防止回路であり、スタータ
３のマグネットスイッチのコイル３１，３２とバッテリ
１との間に設けられたリレー接点４２２を有するリレー
４２、及びこのリレー４２のリレーコイル４２１の導通
を制御するタイマ回路４１を有する。このオーバラン防
止回路４のダイオード４３は電源を逆接続した場合の保
護用であり、レジスタ４４とコンデンサ４５はタイマ回
路４１の電源の安定の為のものである。レジスタ４６は
外部から微小電流が流れ込んできた場合の誤作動防止の
為のものである。

【００１２】次にタイマ回路４１の構成を図２に基づい
て説明する。このタイマ回路４１はトランジスタ、レジ
スタ、小容量のコンデンサだけで構成できるので、バイ
ポーラモノリシックＩＣで構成することができるもので
ある。

【００１３】図２に示す如く、タイマ回路４１は、発振
回路４１１，カウンタ４１２、フリップフロップ４１
３，低電圧検出回路４１４，出力ＯＮ回路４１５，出力
ＯＦＦ回路４１６及び出力回路４１７より構成されてい
る。そして、発振回路４１１，カウンタ４１２，フリッ
プフロップ４１３にてスイッチ制御手段を構成してい
る。

【００１４】発振回路４１１は基本となる周波数を作成
し、例えば２５ＫＨｚで発振をさせる。この発振回路４
１１はスタータスイッチ２が導通している間、常時発振
をしている。カウンタ４１２は発振回路の出力をカウン
トし、所定の時間を作成する。例えば、２５ＫＨｚを分
周回路２２段で分周すると８４秒が得られる。なお、こ
れら発振回路４１１，カウンタ４１２，及びフリップフ
ロップ４１３はバッテリ１の電圧が第１の設定電圧以上
の時に作動するように設定されている。

【００１５】低電圧検出回路４１４はレジスタ４１４
ａ，４１４ｂ，４１４ｃ及びトランジスタ４１４ｄ（第
２のスイッチ手段）にて構成されている。そして、バッ
テリ１の電圧が、第１の設定電圧より高い第２の設定電
圧以下の時に、レジスタ４１４ｂ両端の電圧、つまりト
ランジスタ４１４ｄのベース・エミッタ間電圧が所定の
電圧（約０．６Ｖ）以下となり、トランジスタ４１４ｄ
がＯＦＦすることにより低電圧を検出する。この低電圧
検出回路４１４の出力信号４１４ｅは、カウンタ４１２
及びフリップフロップ４１３のリセット端子に入力され
る。

【００１６】出力ＯＮ回路４１５は、低電圧検出回路４
１４の出力信号４１４ｅによりＯＮ−ＯＦＦ制御される
トランジスタ４１５ａ（低電圧時スイッチ制御手段）
と、フリップフロップ４１３の出力信号４１３ａにより
ＯＮ−ＯＦＦ制御されるトランジスタ４１５ｂとを有す
る。４１５ｃ及び４１５ｄはそれぞれトランジスタ４１
５ａ及び４１５ｂのベースに電流を流すためのレジスタ
である。

【００１７】出力ＯＦＦ回路４１６は、出力ＯＮ回路４
１５のトランジスタ４１５ａ及び４１５ｂによりＯＮ−
ＯＦＦ制御されるトランジスタ４１６ａを有する。出力
回路４１７は、トランジスタ４１７のＯＮ−ＯＦＦによ
り、リレー４２のリレーコイル４２１の通電を制御する
ものである。

【００１８】以下、上記構成装置の作動を説明する。ス
タータスイッチ２が導通するとコンデンサ４５の電圧
は、コンデンサ４５の容量とレジスタ４４の抵抗値とで
決まる時定数で上昇し、このコンデンサ４５の電圧が低
電圧検出回路４１４を作動させることのできる電圧に達
するまでの間、低電圧検出回路４１４はＨｉを出力す
る。この間に、カウンタ４１２，フリップフロップ４１
３はリセットされ、初期状態になる。初期状態では、出
力ＯＮ回路４１５のトランジスタ４１５ａはＯＮ、また
フリップフロップ４１３の出力４１３ａはＨｉであり、
トランジスタ４１５ｂもまたＯＮである。この結果、ト
ランジスタ４１６ａはＯＦＦとなり、出力回路４１７の
トランジスタ４１７ａ，４１７ｂ，４１７ｃはＯＮとな
る。その後、低電圧状態が発生しなければこの低電圧検
出回路４１４の出力はＬｏのままである。

【００１９】スタータスイッチ２が導通後、所定の時間
が経過するとカウンタ４１２からフリップフロップ４１
３にセット信号が送られ、フリップフロップ４１３はセ
ット状態になる。この結果、トランジスタ４１５ｂはＯ
ＦＦとなり、トランジスタ４１６ｂはＯＮ、トランジス
タ４１７ａ，４１７ｂ，４１７ｃはＯＦＦとなる。つま
り、スタータモータオーバラン防止回路４は、スタータ
スイッチ２の導通を検出すると所定の時間だけ、リレー
コイル４２１を駆動し、これにより、リレー接点４２２
が導通し、バッテリ１からリレー接点４２２を介して、
スタータ３内蔵のコイル３１，３２に通電がされる。コ
イル３１，３２に通電がされるとスタータ３内蔵の接点
３３が導通し、スタータモータ３４に通電され、スター
タモータ３４が回り、エンジンを始動させる。

【００２０】所定の時間が経過するとタイマ回路４１の
出力はＯＦＦとなり、リレーコイル４２１への通電は打
ち切られ、リレー接点４２２が非導通となり、スタータ
モータ３４への通電は打ち切られる。

【００２１】従って、スタータスイッチ２がＯＮのまま
となった場合に、所定の時間でタイマ回路４１の出力が
ＯＦＦするため、スタータモータ３４のオーバランを防
止できる。

【００２２】次に、タイマ回路４１が作動しておりその
出力がＯＮ（トランジスタ４１７ｃがＯＮ）状態である
時に、バッテリ１が低電圧状態になった場合について説
明する。バッテリ１の電圧が第２の設定電圧以上であれ
ば、低電圧検出回路４１４の出力はＬｏであり、しか
も、発振回路４１１，カウンタ４１２，フリップフロッ
プ４１３は作動てきるため、この場合には正常作動を続
ける。

【００２３】更に電圧が第２の設定電圧以下に低下し、
低電圧回路４１４が低電圧を検出するとリセット信号が
発生し、カウンタ４１２とフリップフロップ４１３とを
リセットすると共にトランジスタ４１５ａをＯＮし、先
に述べた初期状態になり、出力回路４１７の出力はＯＮ
のままである。その後、エンジン始動によりバッテリ１
の電圧が回復すると、タイマ作動を再開することにな
る。

【００２４】ここで、トランジスタ４１５ａの作動電圧
をトランジスタ４１６ａの作動電圧より若干高く設定し
ておく。これはベースリーク抵抗の有無、抵抗値選定等
により設定することが可能である。こうしておくことに
より、電圧が更に低下し、トランジスタ４１５ａが作動
できない電圧まで低下してもその時にはトランジスタ４
１６ａがＯＮできないので出力回路４１７のトランジス
タ４１７ａがＯＦＦされることはない。更に電圧が低下
し、トランジスタ４１７ａ，４１７ｂ，４１７ｃがＯＮ
できない電圧まで低下すると、出力回路４１７の出力は
ＯＦＦとなる。この場合、スタータモータ３４への通電
が停止されるため、バッテリ１の電圧が回復すると、前
述の初期化作動が働き、再び出力回路４１７の出力はＯ
Ｎし、タイマ作動をすることになる。

【００２５】つまり、バッテリ１の電圧が第２の設定値
より小さい第１の設定値（タイマ回路４１の作動可能な
下限電圧）以下に低下した場合においても、スタータス
イッチ２導通時にリレー４２がＯＦＦしてしまうという
不具合を防止できる。

【００２６】次に、スタータスイッチ２がＯＮ故障し、
所定の時間が経過してタイマ出力がＯＦＦである場合に
低電圧が生じると、つまり、低電圧検出回路４１４が作
動する第２の設定電圧以下に電圧が低下すると、その出
力信号４１４ｅがＨｉになり前述と同様にタイマがリセ
ットされ、タイマ回路４１の出力がＯＮし、リレー４２
がＯＮしてスタータモータ３４への再通電がなされるこ
ととなる。

【００２７】しかしながら、車両において、スタータモ
ータ３４の他には極端な電圧低下を引き起こすような大
きな電気負荷はなく、この低電圧検出回路４１４の作動
電圧の設定を５〜６Ｖ程度にしておけば、上記再通電は
発生しないと言える。

【００２８】各回路に関する電圧設定として、発振回路
４１１の作動電圧下限は２．３〔Ｖ〕、カウンタ回路４
１２の作動電圧下限は１．３〔Ｖ〕、出力回路４１７の
ＯＮの下限電圧は０．９〔Ｖ〕、低電圧検出回路４１４
の検出低電圧は３．０〔Ｖ〕とする。なお、上記電圧値
はタイマ回路４１の入力端子４１８の電圧に関するもの
である。

【００２９】ここで、発振回路４１１の設定電圧が高い
電圧であるのは、発振回路４１１の構成上コンパレータ
を必要とする為であり、出力回路４１７のＯＮの下限電
圧が低いのはトランジスタをＯＮさせるだけであるとい
う回路上の相違がある。

【００３０】これらの値のうち、発振回路４１１及び出
力回路４１７の下限電圧と低電圧検出回路４１４の検出
低電圧を、オーバラン防止回路４の電源電圧、即ちバッ
テリ１の電圧に換算すると、次の様になる。

【００３１】発振回路４１１の下限電圧は、２．３
〔Ｖ〕にレジスタ４４の電圧降下（レジスタ４４の抵抗
値２２０〔Ω〕とタイマ回路４１の消費電流５〔ｍＡ〕
との積）とダイオード４３の順方向電圧降下（０．７
〔Ｖ〕）を加えたものであり、４．１〔Ｖ〕（第１の設
定電圧）である。

【００３２】出力回路４１７の下限電圧は、０．９
〔Ｖ〕にレジスタ４４の電圧降下（２２０〔Ω〕×３
〔ｍＡ〕）とダイオード４３の順方向電圧降下（０．７
〔Ｖ〕）を加えたものであり、２．２６〔Ｖ〕である。

【００３３】低電圧検出回路４１４の検出低電圧は、
３．０〔Ｖ〕にレジスタ４４の電圧降下（２２０〔Ω〕
×６〔ｍＡ〕）とダイオード４３の順方向電圧降下
（０．７〔Ｖ〕）を加えたものであり、５．０２〔Ｖ〕
（第２の設定電圧）である。

【００３４】このような電圧設定にしておけば、スター
タモータ３４作動中のバッテリ１の電圧低下に対して
も、５Ｖ程度の電圧低下に対しては、タイマ回路４１が
正規のタイマ作動をすることができ、更に電圧が下がっ
ても、２．２６Ｖまでは出力回路４１７の出力をＯＮ状
態に維持できる。

【００３５】また、スタータ３の作動以外では、バッテ
リ１の電圧が５Ｖを下回る様な状態は発生しないと考え
られるので、上記設定の場合、スタータモータ２がＯＮ
故障し、タイマ作動した状態で誤作動により再びスター
タモータ通電が発生することはないと言える。尚、本実
施例に使用するリレーは、復帰電圧の低いものを使用す
る。

【００３６】図３は本考案の第２実施例を示す電気回路
図である。本第２実施例は、タイマ回路４１内にスイッ
チ制御手段として汎用タイマＩＣ−ＴＡ７５５５（株式
会社東芝製）６００使用したものである。このタイマＩ
Ｃ６００の端子Ａ〜Ｇは、順にＶ_CC，ＤＩＳ，ＴＨＲＥ
ＳＨＯＬＤ，ＴＲＩＧＧＥＲ，ＣＯＮＴＲＯＬＶＯＬＴ
ＡＧＥ，ＧＮＤ，ＯＵＴそれぞれの端子に対応してい
る。そして、第１実施例に示した低電圧検出回路４１４
の機能をツェナーダイオード５００にもたせたものであ
る。

【００３７】この実施例において、タイマ回路４１はス
タータスイッチ２が導通するとタイマＩＣ６００出力端
子ＯＵＴがＨｉになる。この結果、トランジスタ４１５
ｂはＯＮし、トランジスタ４１６ａはＯＦＦとなり、ト
ランジスタ４１７ｃはＯＮとなり、リレーコイル４２１
に通電される。

【００３８】所定の時間が経過すると、タイマＩＣ６０
０の出力ＯＵＴはＬｏとなり、トランジスタ４１５ｂは
ＯＦＦし、トランジスタ４１６ａはＯＮし、トランジス
タ４１７ｃはＯＦＦとなり、リレーコイル４２１の通電
は遮断される。

【００３９】ここで、タイマＩＣ６００が作動できない
電圧ではトランジスタ４１６ａがＯＮできないようにツ
ェナーダイオード５００のツェナー電圧を設定しておく
と、電圧が低下してタイマＩＣ６００が正常に作動でき
ない電圧になってもタイマＩＣ６００の出力のＨｉ，Ｌ
ｏに係わらずトランジスタ４１７ｃをＯＮに保つことが
できる。

【００４０】図４は本考案の第３実施例を示す電気回路
図である。本第３実施例は、タイマ回路４１内にスイッ
チ制御手段として、汎用タイマＩＣ−ＴＤ６３４７Ｓ
（株式会社東芝製）６００を使用したものである。そし
て、低電圧検出は第２実施例同様ツェナーダイオード５
００にて行わせる。

【００４１】この実施例において、タイマ回路４１は、
スタータスイッチ２が導通するとタイマＩＣ６００の７
端子がＬｏからＨｉになる点が第２実施例と異なる。本
実施例でもツェナーダイオード５００の働きにより、タ
イマＩＣ６００が作動できない低電圧ではトランジスタ
４１７ｃをＯＮに保つことでできる。

【００４２】これらの第１乃至第３実施例ではいずれも
電源逆接続保護のダイオード４３を使用しているが、こ
れは無くても作動には関係がなく、また、このダイオー
ド４３が無い場合は低電圧の作動を更に低くまで保証で
きるようになる。

【００４３】スタータ３についてもこれらの実施例では
内部にモータ駆動用の接点３３を持ったタイプで記して
あるが、この接点３３を持たないタイプのスタータ３に
対しても本実施例は容易に適用できる。

【００４４】また、タイマ回路をマイコン等に置き換え
ることは容易であり、この場合にはマイコンの動作電圧
下限に対して出力禁止回路の動作電圧下限を設定するこ
とで対応でき、その考え方は第２，第３実施例と同様で
ある。

【００４５】実施例ではいずれもリレー４２をスタータ
モータオーバラン防止リレーの内部に入れているが、こ
れを外付けとすることは可能であり、リレーコイル４２
１の一端を、スタータスイッチ２を介すことはなく直接
バッテリ（１）に接続するよう構成してもよい。

【００４６】以上述べたように、本考案によれば、常開
タイプのリレーを用い、かつ電源電圧の低下によりこの
リレーがＯＦＦすることを防止すると共に、スタータモ
ータのオーバランを防止することができる。

【００４７】これにより、大電流遮断能力が確保でき、
信頼性の高いスタータモータのオーバラン防止装置を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例を示す電気回路図である。

【図２】上記第１実施例のタイマ回路を示す電気回路図
である。

【図３】本考案の第２実施例を示す電気回路図である。

【図４】本考案の第３実施例を示す電気回路図である。

【図５】従来例を示す電気回路図である。

【符号の説明】

１ 車載のバッテリー ２ スタータスイッチ ３ スタータ ３４ スタータモータ ４ オーバラン防止回路 ４１ タイマ回路 ４１４ 低電圧検出回路 ４１７ｃ スイッチ手段をなすトランジスタ ４２ リレー ４２１ リレーコイル ４２２ リレー接点

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端が電源（１）に接続されたリレーコ
   イル（４２１）及び、このリレーコイル（４２１）が通
   電された時に閉じるリレー接点（４２２）を有するリレ
   ー（４２）と、このリレー（４２）のリレーコイル（４
   ２１）の導通、遮断を制御するようＯＮ，ＯＦＦするス
   イッチ手段（４１７ｃ）と、前記電源（１）の電圧が第
   １の所定値以上の時に正常に作動し、スタータスイッチ
   （２）のＯＮ時に前記スイッチ手段（４１７ｃ）をＯＮ
   すると共に、前記スイッチ手段（４１７ｃ）のＯＮ時間
   を計測して、前記スイッチ手段のＯＮ状態が所定ＯＮ時
   間継続した時に前記スイッチ手段（４１７ｃ）をＯＦＦ
   させるスイッチ制御手段（４１１，４１２，４１３）
   と、前記リレー（４２）のリレー接点（４２２）の導通
   により、前記電源（１）からの電流が供給され回転駆動
   するスタータモータ（３４）と、を備えた車両用スター
   タモータのオーバラン防止装置であって、前記スタータ
   モータ（３４）への通電により、前記電源（１）の電圧
   が、前記第１の所定値以上の第２の所定値以下に低下し
   たことを検出する低電圧検出手段（４１４）と、前記電
   源（１）の電圧が第１の所定値以下の時においても正常
   に作動し、前記低電圧検出手段（４１４）により前記電
   源（１）の電圧が前記第２の所定値以下に低下したこと
   が検出された時に、前記スイッチ手段（４１７ｃ）をＯ
   Ｎ状態に保持する低電圧時スイッチ制御手段（４１５
   ａ）を設けたことを特徴とする車両用スタータモータの
   オーバラン防止装置。
2. 【請求項２】 前記低電圧検出手段（４１４）は、前記
   電源（１）の電圧が前記第２の所定値以下の時にＯＦＦ
   する第２のスイッチ手段（４１４ｄ）を有することを特
   徴とする請求項１記載の車両用スタータモータのオーバ
   ラン防止装置。