WO2012008305A1

WO2012008305A1 - アイドルストップ車両のエンジン始動装置

Info

Publication number: WO2012008305A1
Application number: PCT/JP2011/064880
Authority: WO
Inventors: 元之服部; 古性　賢也; 西沢　公良; 祥博中島; 淳忠木
Original assignee: 日産自動車株式会社
Priority date: 2010-07-12
Filing date: 2011-06-29
Publication date: 2012-01-19
Also published as: US20130112165A1; EP2594779A1; EP2594779A4; MX2013000277A; CN102985680A; EP2594779B1; JP5278390B2; BR112013000814A2; CN102985680B; JP2012021403A; MY166698A; US8899204B2; RU2524528C1; BR112013000814B1

Abstract

　エンジンに設けられたスタータと車載のバッテリ４のプラス側端子４ａとを直接に接続する専用のスタータ用ハーネス７に、抵抗増加のための余分な冗長部２１を設けて、エンジンルーム内での敷設に必要な本来の長さよりもハーネス７全長を長くした。冗長部２１は、１本の連続したハーネス７の一部を２つ折りとし、さらに２回折り曲げることで棒状に纏めてあり、ハーネスホルダ２３を介してバッテリトレー２５のブラケット２２に固定支持される。耐熱性の制約を受ける抵抗器を用いずに、アイドルストップ機能付きの車両で問題となる再始動時の電圧降下を抑制できる。長さを余分に長くすることで必要な抵抗を確保しているので、ハーネス７の温度上昇も少ない。

Description

アイドルストップ車両のエンジン始動装置

　この発明は、車載バッテリにより駆動されるスタータを具備したエンジン始動装置、特に、所定の条件に従ってエンジンの自動的な停止および自動的な再始動を行うアイドルストップ機能を備えた車両におけるエンジン始動装置に関する。

　一般に自動車用エンジンは、直流モータとそのスイッチ機構とを内蔵したスタータを具備し、多くの場合は、車載のバッテリとこのスタータとが専用の配線つまり専用のハーネスでもって接続されている。このハーネスとしては、電力の損失を抑制するために、できるだけ短い配線とし、かつ接触抵抗を含む全体的な抵抗を極力小さなものとするようにしている。

　一方、交差点での車両の一時的な停止などの際にエンジンを自動的に停止し、かつブレーキの開放やアクセルペダルの踏込などに基づいて自動的な再始動を行うアイドルストップ機能を備えた車両が公知である。

　このようなアイドルストップ機能を備えた車両においては、スタータモータの突入電流によるバッテリ電圧の電圧降下が運転中に頻繁に生じるため、他の電装品や電子機器類（例えば車載のナビゲーションシステムなど）に悪影響を与える虞がある。そのため、特許文献１のように、スタータモータと直列に抵抗を挿入し、突入電流による電圧降下を抑制することが提案されている。

　しかしながら、スタータモータの突入電流は数百アンペアと非常に大きく、従って、スタータモータの回路中に一般的な抵抗器を挿入した場合、この抵抗器が高温となり易く、その耐熱性が問題となる。また、このような発熱を回避するために、上記特許文献１では、抵抗を短絡するリレーを設け、初期のごく短時間だけ抵抗を介してスタータモータに電流を流すようにしているが、このような方式では、構成の複雑化を招来する。

　さらには、繰り返しの再始動によって抵抗器が高温となれば、短時間でも抵抗器に電流を流すことができないため、抵抗を短絡せざるを得ず、電圧降下を抑制できない。

特開２００４－３０８６４５号公報

　この発明に係るアイドルストップ車両のエンジン始動装置は、所定の条件に従ってエンジンの停止およびスタータを介した再始動を自動的に行うアイドルストップ機能を備えた車両において、車載のバッテリの端子と上記スタータとを直接に接続するように敷設されるスタータ用ハーネスに、抵抗増加のための冗長部を設けて、敷設に必要な長さよりもハーネス全長を長くしてある。この冗長部は、１本の連続したハーネスの一部を折り返して纏められている。

　すなわち、銅などの導体からなるハーネスは、その長さに比例して抵抗が増加するので、本発明では、車載のバッテリの端子とスタータとを直接に接続するハーネスの長さを余分に長くし、スタータモータ始動時の突入電流ひいてはこれによる電圧降下を抑制する。

　このような余分な長さつまりハーネスの冗長部は、１本の連続したハーネスの一部を折り返して纏めることで構成され得る。

　再始動時の電圧降下の抑制のためには、数ｍΩ程度の抵抗の付加で十分に効果があり、このような抵抗値は、ハーネスの全長を長くすることで達成し得る。

　この発明によれば、別個の抵抗器を用いないため、抵抗器の耐熱性の制約を受けることなく容易に実施でき、簡単な構成でもって再始動時の電圧降下を確実に抑制できる。また、本発明では、ハーネスの単位長さ当たりの抵抗値を増加（例えば導体断面積の縮小）させるのではなく、ハーネス全長を余分に長くすることで必要な抵抗値を得るようにしているので、単位長さ当たりの発熱量は小さくなり、また導体の材料が同じであれば導体断面積を大きく設定し得るため、導体のヒートマスの点でも有利となり、従って、エンジンルーム内でハーネスが過度に熱くなることがない。

この発明が適用される自動車のエンジンルームの概略平面図。スタータとバッテリとの間の回路図。冗長部のレイアウトの一例を示す説明図。冗長部をバッテリトレーに支持した実施例の斜視図。冗長部の折り畳み方の説明図。バッテリトレーのブラケットとハーネスホルダとを示す分解図。図６のＡ－Ａ線に沿った断面図。

　以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

　図１は、この発明が適用される自動車のエンジンルームの概略平面図であって、図の下側が車両前方となるが、図示するように、エンジン１と変速機２とがいわゆる横置形式でもって搭載されており、変速機２と車体側部のフェンダー部３との間に、例えば定格１２．６Ｖの鉛蓄電池からなる箱形のバッテリ４が配置されている。詳しくは、後述するようにバッテリ４を載置するためのバッテリトレー５が車体側に設けられており、その上にバッテリ４が固定されている。このバッテリ４は、両端部にプラス側端子４ａとマイナス側端子４ｂとを有し、エンジン１の側部（車両前方側となる側部）に設けられているスタータ６の入力端子６ａと上記バッテリ４のプラス側端子４ａとが、専用のスタータ用ハーネス７によって直接に接続されている。なお、バッテリ４のマイナス側端子４ｂとスタータ６のマイナス側端子との間は、図示せぬハーネスによって接続してもよく、あるいは車体アースとしてもよい。上記スタータ用ハーネス７は、上記バッテリ４のプラス側端子４ａから下方へ延び、かつ変速機２の車両前方側を通ってスタータ６へ至るように、エンジンルーム内に敷設されている。この敷設経路は、他部品との干渉を避けつつ最も短い距離で両端子を接続できるように設定されている。また、上記バッテリ４よりも車両後方側となる車体のストラットタワー部８に隣接した位置に、エンジン１の全体的な制御を行うエンジンコントロールユニット９が配置されている。

　上記エンジンコントロールユニット９は、車両運転中に所定の条件に従ってエンジン１の停止および再始動を自動的に行うアイドルストップ機能を備えており、例えば、交差点などで車両が停車した際にエンジン１を自動的に停止し、その後、再発進のためにブレーキの開放やアクセルペダルの踏込などがなされると、スタータ６を介して速やかに自動的な再始動を行うようになっている。このアイドルストップ機能自体は公知であるので、その詳細な説明は省略する。

　図２は、上記スタータ６とバッテリ４との間の回路構成を示した回路図であって、上記スタータ６は、周知のように、ＯＮ時に図示せぬエンジン１のリングギアと噛み合ってエンジン１をクランキングする直流モータからなるスタータモータ１１と、エンジンコントロールユニット９からの制御信号によって動作し、スタータモータ１１のプランジャの突出・後退とコイルへの通電の開閉を行うソレノイドスイッチ１２と、が１つのケーシング内に一体化された１つのユニットとして構成されている。

　そして、上述したように、このスタータ６の入力端子６ａと上記バッテリ４のプラス側端子４ａとがスタータ用ハーネス７によって直接に接続されているが、本発明では、このスタータ用ハーネス７の一部に、抵抗増加のための冗長部２１が設けられており、エンジンルーム内での敷設に必要な本来の長さよりもハーネス７全長が長く構成されている。

　上記ハーネス７は、導体として多数の細い銅線を集合させ、その外周を塩化ビニル等の絶縁材層で被覆した一般的な構成の電線からなるが、単位長さ当たりの抵抗値が過度に小さくならないように、過度に太いものではなく、例えば、導体の断面積が１５ｍｍ²ないしこれよりも多少細い程度のものが用いられ、その両端には予め銅板からなる端子１０（図４参照）が取り付けられている。

　上記冗長部２１は、例えば、図３（ａ）に示すように、敷設経路に沿って配設される１本の連続したハーネス７の一部を点ａにおいて敷設経路から外れるように側方へ引き出し、かつ略Ｕ字形に折り返して点ｂにおいて再び本来の敷設経路に戻るように配置することで構成されるが、上記の点ａおよび点ｂは必ずしも物理的に隣接している必要はなく、図３（ｂ）のように両者が多少離れていてもよい。また、図３（ｃ）に例示するように、冗長部２１は、適宜な形に纏めてエンジンルーム内の余剰スペースに配置することが可能である。

　図１に示した実施例においては、図４に詳細を示すように、冗長部２１は、２つ折りしたハーネス７をさらに２回同じ方向に折り畳んで、棒状に纏められており、この棒状に纏められた冗長部２１が、箱形バッテリ４の側面（より詳しくはプラス側端子４ａ寄りの長手方向の一端面）に沿って立ち上がった形に位置するように、後述するブラケット２２および合成樹脂製ハーネスホルダ２３を介してバッテリトレー２５に固定支持されている。

　すなわち、ハーネス７の基端側の端子１０は集合コネクタ２６を介してバッテリ４のプラス側端子４ａに接続されており、ハーネス７は集合コネクタ２６から下方へ引き出されているとともに、バッテリトレー２５付近の高さ位置でＵ字形に上方へ立ち上がり、棒状に纏められた冗長部２１に至る。そして、この棒状に纏められた冗長部２１の下端から引き出されたハーネス７が前述したようにスタータ６へと延びていく。

　図５は、上記冗長部２１の折り畳み方の説明図であって、図５（ａ）のように２つ折りにしたハーネス７の先端２７部分を図５（ｂ）のように折り曲げ、さらに、図５（ｃ）のように、最初の先端２７が内側となるように同じ方向にもう１回折り曲げてある。従って、図５（ｃ）のように束ねた区間では、６本のハーネス７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、７ｆが互いに隣接して並行している。なお、このハーネス７は、上述した導体の太さにより、可撓性は有するものの折り曲げられた形状を保持し得る十分な剛性を有している。また、この冗長部２１として束ねられる部分では、ハーネス７は、その塩化ビニル等の被覆層のさらに外周側を、公知のガラスワニス編組チューブ（図示せず）で被覆してあり、互いに隣接する電線間の絶縁性ならびに耐熱性を高めてある。

　上記のように多数回折り曲げてなる冗長部２１は、図５（ｃ）に示すように最終的に塩化ビニル等の比較的柔軟な合成樹脂製チューブ２９内に挿入され、棒状をなす冗長部２１の全体がこのチューブ２９によって覆われた形となっている。単に折り曲げたハーネス７はこのチューブ２９内で拡がろうとするので、これによってチューブ２９は冗長部２１外周に保持される。なお、必要に応じて絶縁性粘着テープによってチューブ２９の上から巻き締めしてもよい。また、チューブ２９の先端の開口部は、絶縁性粘着テープによって閉塞することが好ましい。あるいは、予め一端が封止されたチューブ２９を用いるようにしてもよい。図４においては、上記チューブ２９を仮想線でもって示してあり、その内部の冗長部２１の構成を透視した形で描いてある。

　具体的な１つの実施例では、棒状をなすように束ねた部分の長さはバッテリ４の高さに対応して１５ｃｍ～２０ｃｍ程度であり、上記のように６本の折り返しによって、ハーネス長としては、１ｍ程度の冗長部２１が付加されている。冗長部２１を除く本来の敷設経路に沿った長さは例えば１ｍ程度であり、従って、この１つの例では、ハーネス７の全長が約２ｍつまり本来の敷設経路のほぼ２倍となっている。そして、これにより、ハーネス７全体として約２ｍΩの抵抗値に設定されており、例えばハーネス長が１ｍで抵抗値が１ｍΩである場合に比較して、突入電流による電圧降下を約１～２Ｖ程度緩和することができる。　

　図６、図７は、バッテリトレー２５に対する上記冗長部２１の取付構造を示す。図６に示すように、バッテリトレー２５は、バッテリ４底部の形状に対応して鋼板を矩形の浅皿状にプレス成形したものであるが、その一側縁から上方へ立ち上がるように、略Ｔ字形をなすブラケット２２が一体に形成されている。このブラケット２２の左右の辺２２ａ，２２ｂには、それぞれ係止孔３１が開口している。そして、ハーネスホルダ２３の背部の取付部３２（図７参照）のスリット部（図示せず）が、上記ブラケット２２の一方の辺２２ａに対し図６の矢印Ｂに示すように挿入され、かつ上記係止孔３１と係合することによって抜け止めされている。なお、もう一方の辺２２ｂには、他のハーネス類を保持するための別の図示しないハーネスホルダが装着される。

　上記ハーネスホルダ２３は、比較的剛性を有する合成樹脂から全体が一体に成形されているものであって、図７に示すように、一側部のヒンジ部３３において開閉可能に連結された２つ割り状をなし、他側部の係止部３４において、樹脂の弾性変形を利用して互いに係止される構成となっている。このハーネスホルダ２３は、断面形状として比較的大径な円形部２３ａとＵ字形部２３ｂとが連続した形状をなし、その円形部２３ａ内に上記の棒状に纏められた冗長部２１が嵌合保持されている。また、上記Ｕ字形部２３ｂ内には、上記ハーネス７の基端部側の部分と、バッテリ４のプラス側端子４ａに接続された別の電源ハーネス３６と、が並んで固定保持されている。

　上記のような実施例の構成によれば、別個の抵抗器を用いることなくスタータ用ハーネス７の長さによって必要な抵抗を確保するようにしているので、一般的な抵抗器の耐熱性の制約を受けることがない。

　そして、ハーネス７の単位長さ当たりの抵抗値を増加（例えば導体断面積の縮小や導体材料の変更）させるのではなく、ハーネス７全長を余分に長くすることで必要な抵抗値を得るようにしているので、ある大きさの電流が流れる場合に、ハーネス７の単位長さ当たりの発熱量を小さく抑制できる。しかも、導体の材料が同じであれば導体断面積を大きく設定し得るため、導体のヒートマスが大となり、従って、エンジンルーム内でハーネス７が過度に温度上昇することがない。

　また上記実施例では、棒状に纏めた冗長部２１がバッテリトレー２５に固定支持され、バッテリ４の側面に沿うように立ち上がった形に配置されているので、エンジンルーム内の空間を立体的に有効利用でき、冗長部２１が無駄にスペースを専有することがないとともに、長く取り回したハーネス７が整備作業等の邪魔となったりする虞もなく、かつバッテリ４の交換も通常のものと同様に行うことができる。

　一方、上記のように複数回折り返して棒状に纏めた冗長部２１は、上記のように設置時の取り扱いが容易となるのみならず、ノイズとなる磁界発生を抑制する上でも有利となる。すなわち、余分なハーネス７を例えば円形ないしコイル状に巻回すると、電流が流れることで磁界が発生するが、図５（ｃ）のように折り返した構成では、６本のハーネス７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、７ｆで生じる磁界が互いに逆向きとなって打ち消し合うため、外部へ漏洩するノイズが非常に小さくなる。

　また、図１の配置から明らかなように、上記の棒状に纏めた冗長部２１は、エンジンコントロールユニット９から見てバッテリ４の「陰」となる位置に配置されており、従って、鉛蓄電池からなるバッテリ４が一種の電磁シールドとして機能し、エンジンコントロールユニット９へのノイズの影響を低減できる。

　以上、この発明の一実施例を説明したが、この発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。例えば、上記冗長部２１は必ずしも棒状に折り返した構成とする必要はなく、適当に丸めた形でバッテリトレー２５下面側の空間あるいはバッテリ４上方の空間に収容したりすることもできる。さらには、バッテリ４寄りの部分ではなくスタータ６寄りの部分に、余分な冗長部２１を適当な形で設けることもできる。

Claims

　所定の条件に従ってエンジンの停止およびスタータを介した再始動を自動的に行うアイドルストップ機能を備えた車両において、
　車載のバッテリの端子と上記スタータとを直接に接続するように敷設されるスタータ用ハーネスに、抵抗増加のための冗長部を設けて、敷設に必要な長さよりもハーネス全長を長くし、上記冗長部は、１本の連続したハーネスの一部を折り返して纏められているアイドルストップ車両のエンジン始動装置。
　上記冗長部は、バッテリの周囲もしくは上下に隣接した空間内に配設されている請求項１に記載のアイドルストップ車両のエンジン始動装置。
　上記冗長部は、２つ折りしたハーネスをさらに１回もしくは複数回折り畳んで、棒状に纏められている請求項１または２に記載のアイドルストップ車両のエンジン始動装置。
　棒状に纏められた冗長部が、バッテリ側面に沿って位置するように、ブラケットを介してバッテリトレーに固定支持されている請求項３に記載のアイドルストップ車両のエンジン始動装置。
　棒状に纏められた冗長部全体の外周を覆う合成樹脂製チューブを備えている請求項３または４に記載のアイドルストップ車両のエンジン始動装置。
　上記冗長部は、ハーネスの絶縁層の外周に、さらにガラスワニス編組チューブを備えている請求項１～５のいずれかに記載のアイドルストップ車両のエンジン始動装置。
　上記冗長部は、エンジンコントロールユニットから見てバッテリの陰となる位置に配置されている請求項１～６のいずれかに記載のアイドルストップ車両のエンジン始動装置。