WO2022138414A1 - エンジン始動用バッテリーの保護装置 - Google Patents

エンジン始動用バッテリーの保護装置 Download PDF

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WO2022138414A1
WO2022138414A1 PCT/JP2021/046414 JP2021046414W WO2022138414A1 WO 2022138414 A1 WO2022138414 A1 WO 2022138414A1 JP 2021046414 W JP2021046414 W JP 2021046414W WO 2022138414 A1 WO2022138414 A1 WO 2022138414A1
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WO
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battery
engine
cell
relay
control ecu
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Application number
PCT/JP2021/046414
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English (en)
French (fr)
Inventor
明洋 石山
紘之 成田
健太朗 牧田
Original Assignee
三菱重工メイキエンジン株式会社
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Filing date
Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present disclosure relates to a protective device for a battery for starting an engine.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2020-216466 filed with the Japan Patent Office on December 25, 2020, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • Patent Document 1 discloses a battery pack for driving a small electric motor of a small engine starting device.
  • a lithium-based secondary battery consisting of at least two cells, a self-discharge prevention circuit and an overcurrent prevention circuit connected to the battery, an overcharge prevention circuit, and an overdischarge suppression circuit are included.
  • It has a built-in protection circuit consisting of electronic circuits such as a relay circuit for the start switch.
  • the relay circuit for a start switch disclosed in Patent Document 1 is composed of a transistor circuit, and while the start switch is open, the resistance of the transistor becomes infinite and no current flows through the circuit, and when the start switch is turned on.
  • the current discharged from the battery (lithium-ion secondary battery) is divided into a large current on the electric motor side and a minute current on the discharge suppression circuit side via a transistor and conducts.
  • Patent Document 1 when the lithium-based secondary battery is in a deteriorated state, when the battery is connected in parallel to the lithium-based secondary battery to start the engine (jumping start), the lithium-based secondary battery is used. An overcurrent may flow in the secondary battery, causing the lithium-based secondary battery (lithium ion battery) to ignite or explode.
  • the engine starting battery protection device is It is a protective device for the engine starting battery that powers the starter motor that cranks the engine.
  • a control ECU in which an engine switch and an engine start operation switch are electrically connected to control charge / discharge of a battery cell constituting the engine start battery.
  • a cell motor relay is provided between the cell motor feeding terminal of the engine starting battery and the cell motor, and closes the contact provided between the cell motor feeding terminal and the cell motor according to an instruction from the control ECU.
  • a battery protection relay that is provided with a contact between the battery cell and the starter motor power supply terminal and closes the contact provided between the battery cell and the starter motor power supply terminal according to an instruction from the control ECU. Equipped with When the battery voltage when the engine switch is turned on exceeds a predetermined value, the control ECU instructs the battery protection relay to close the contacts by starting the engine start operation switch. At the same time, the cell motor relay is instructed to close the contacts.
  • the protective device for the engine starting battery of the present disclosure even if the jumping start battery is connected in parallel with the engine starting battery when the battery voltage when the engine switch is turned on is equal to or less than a predetermined value. , The overcurrent of the jumping start battery does not flow to the engine start battery. As a result, even if an attempt is made to start the engine by connecting the jumping start battery in parallel with the deteriorated engine start battery, it is possible to prevent the engine start battery from catching fire or exploding.
  • FIG. 3 is a circuit diagram schematically showing a control configuration of the engine shown in FIG. 1. It is a front view of the battery unit mounted on the engine shown in FIG. 1. It is a left side view of the battery unit shown in FIG. It is a right side view of the battery unit shown in FIG.
  • FIG. 3 is a circuit diagram schematically showing a control configuration of the battery unit shown in FIG.
  • It is a perspective view schematically showing the mounting structure of the battery unit which concerns on embodiment of this disclosure, and is the figure which shows the state which removed the cover.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an engine 1 in which the engine starting battery protection device according to the embodiment of the present disclosure is adopted, and FIG. 2 schematically shows a control configuration of the engine 1 shown in FIG. It is a circuit diagram.
  • the engine starting battery protection device is mounted on the engine 1 or a work machine (not shown) on which the engine 1 is mounted.
  • the protective device for the engine starting battery mounted on the engine 1 will be described as an example, but the scope of the present invention is not limited to this, and the working machine on which the engine 1 is mounted is not limited to this. It also includes the adopted engine starting battery protection device.
  • the engine 1 is a single-cylinder or two-cylinder air-cooled gasoline engine having a displacement of 80 cc to 800 cc, and is, for example, a rice planting machine, a management machine, a tiller, a pump, a generator, or the like. It is mounted on the work machine.
  • the engine 1 includes a starter 3 (see FIG. 2) in addition to the recoil starter 12.
  • the recoil starter 12 is a device in which a person who intends to start the engine 1 grips the starter grip 121 and pulls a rope wound around a pulley to rotate the crankshaft of the engine 1 and start the engine 1.
  • the starter motor 3 is a motor that gives rotation to the crankshaft of the engine 1 instead of the recoil starter 12, and is a battery unit 6 (see FIG. 2) in the engine 1 equipped with the engine starting battery protection device according to the embodiment of the present disclosure. ) Is an electric supply source for auxiliary machinery including the starter motor 3.
  • the engine 1 includes an engine switch 21 and an engine start operation switch 22.
  • the engine switch 21 is a switch for turning on / off the power supply, and is arranged on the side surface of the engine 1 in the engine 1 according to the embodiment of the present disclosure.
  • the engine switch 21 is composed of, for example, a rocker switch (also referred to as a seesaw switch), is turned on when the engine 1 is started, and is turned off when the operation of the engine 1 is stopped.
  • the engine start operation switch 22 is a switch for starting the engine 1, and is installed alongside the engine switch 21 on the side surface of the engine 1 in the engine 1 according to the embodiment of the present disclosure.
  • the engine start operation switch 22 is composed of, for example, a momentary push switch, and is pressed when the engine 1 is started by the starter motor 3.
  • the engine 1 according to the embodiment of the present disclosure further includes a switch 23 for an external device.
  • the switch 23 for an external device is, for example, a choke changeover switch 231 and is arranged on the side surface of the engine 1 in the engine 1 according to the embodiment of the present disclosure.
  • the choke changeover switch 231 is composed of, for example, a rocker switch, and can switch between auto choke and manual choke.
  • the engine 1 further includes a charge coil 13 and an ignition coil 15 in addition to the starter relay 4.
  • the starter motor relay 4 is a relay (magnetic relay switch) that opens and closes a contact 41 provided between the battery unit 6 and the starter motor 3, and when the contact 41 is closed, electricity is supplied from the battery unit 6 to the starter motor 3. Be supplied.
  • the charge coil 13 is provided inside the flywheel and is a coil for power generation generated by the rotation of the flywheel. The electricity generated by the charge coil 13 is supplied to the battery unit 6 via the regulator 14 to be charged. To.
  • the charge coil 13 Since the charge coil 13 always generates power when the engine 1 is rotating, it may have a function of grasping the operating state of the engine 1 by, for example, monitoring the presence or absence of power generation in the battery unit 6. This function makes it possible to safely start the engine 1.
  • the ignition coil 15 is provided on the outside of the fly wheel and is a generator / transformer integrated device that converts the electricity generated inside the ignition coil 15 into high-voltage electricity due to the rotation of the fly wheel, and is converted by the ignition coil 15. The generated high voltage electricity is discharged by the ignition plug 16.
  • the battery unit 6 is an electric supply source for auxiliary machinery including the starter motor 3, and supplies electricity to the starter motor 3 when the engine 1 is started, while the engine 1 (charge coil). The electricity generated in 13) is charged.
  • FIG. 3 is a front view of the battery unit 6 mounted on the engine 1 shown in FIG. 4 is a left side view of the battery unit 6 shown in FIG. 3, and FIG. 5 is a right side view of the battery unit 6 shown in FIG. Further, FIG. 6 is a circuit diagram showing a control configuration of the battery unit 6 shown in FIG.
  • the battery unit 6 has a horizontally long substantially rectangular parallelepiped shape and has a protrusion 6a protruding upward.
  • the battery unit 6 has a substantially rectangular parallelepiped shape having a length of 220 mm, a height of 75 mm, and a width of 45 mm, excluding the protrusion 6a, and its weight is suppressed to 800 g or less, and is excellent in portability.
  • the battery unit 6 includes a battery pack 61 and a start control device 7 for the engine 1 (see FIG. 6), which have a horizontally long substantially rectangular parallelepiped shape and a protrusion 62a projecting upward. It is housed in the housing 62 having the above.
  • the battery pack 61 is composed of, for example, a lithium ion battery. As shown in FIG. 6, in the battery unit 6 according to the embodiment of the present disclosure, the battery pack 61 is composed of one or more battery cells 611.
  • the unit voltage of the battery cell 611 is 3.0 to 4.2 V, and the total capacity is 6000 to 20000 mAH, which ensures portability as the battery unit 6, and in the battery unit 6 according to the embodiment of the present disclosure, for example, It is composed of four battery cells 611.
  • the start control device 7 of the engine 1 is composed of a control ECU 71 (Electronic Control Unit) that controls charging / discharging of the battery pack 61.
  • the control ECU 71 is composed of, for example, a processor including a control device and an arithmetic unit, and a control board on which a memory such as a ROM (Read Only Memory) or a RAM (Random Access Memory) is mounted.
  • a memory such as a ROM (Read Only Memory) or a RAM (Random Access Memory) is mounted.
  • the temperature of the battery pack 61 battery temperature
  • the voltage of the battery pack 61 overall voltage
  • the voltage of each battery cell 611 cell voltage
  • the protection circuit 711 is configured by, for example, a protection IC (integrated circuit).
  • the wiring coupler 63 is connected to the battery unit 6.
  • a pair of wiring couplers 24 can be attached to and detached from the wiring coupler 63, and an input / output device provided outside the battery unit 6 and the battery unit 6 by attaching the paired wiring coupler 24. And are connected.
  • the input / output devices provided outside the battery unit 6 are, for example, the engine switch 21, the engine start operation switch 22, the cell motor relay 4, and the like described above, and are described above via two or more wire harnesses included in the control harness 25. It is connected to the paired wiring coupler 24.
  • the battery unit includes an engine charge input terminal 712, a power supply detection terminal 713, an engine start operation detection terminal 714, a starter motor relay control terminal 715, an external device output terminal 716, and a constant voltage output terminal 717. 6 is provided.
  • the engine charge input terminal 712, power supply detection terminal 713, engine start operation detection terminal 714, starter motor relay control terminal 715 and external device output terminal 716 are connected to the control ECU 71, and the charge / discharge current from these terminals is managed by the control ECU 71. ..
  • the constant voltage output terminal 717 is directly connected to the battery pack 61, and the battery voltage (overall voltage) of the battery pack 61 is applied to the constant voltage output terminal 717.
  • the wiring coupler 63 to which these terminals are connected is installed on the protrusion 62a (see FIG. 3) in which the waterproof / dustproof structure of the housing 62 is adopted.
  • the input / output devices connected to the battery unit 6 include a regulator 14 connected to the charge coil 13, an engine switch 21, an engine start operation switch 22, a cell motor relay 4, a valve control unit 51, and a choke valve.
  • External devices 5 such as 52 and engine switch 21 (battery voltage is always applied), which are engine charge input line 251 and engine switch operation detection line 252, engine start operation detection line 253, cell motor relay control line 254, and valve. It is connected to the paired wiring coupler 24 via the device output line 255 and the battery voltage constant application line 256.
  • electricity is supplied from the regulator 14 connected to the charge coil 13 to the control ECU 71 through the engine charge input line 251.
  • the control ECU 71 determines the temperature and voltage of the battery pack 61.
  • the battery cell 611 is evenly charged with electricity while managing the voltage of each battery cell 611.
  • the cell motor power supply terminal 64 is provided in the housing 62 of the battery unit 6.
  • the cell motor power supply terminal 64 is a terminal to which the power line (first power line) 641 for supplying electricity from the battery pack 61 to the cell motor 3 (cell motor relay 4) can be attached and detached.
  • the housing 62 of the battery unit 6 It is installed on the left side of the (see Fig. 5) and is waterproof / dustproof with a rubber cover.
  • a fuse 642 is provided in the power line 641 connecting the cell motor power supply terminal 64 and the cell motor relay 4.
  • the fuse 642 protects the starter relay 4 and the starter motor 3 by blowing the fuse when an overcurrent exceeding the rating flows through the power line 641 due to the overdischarge of the battery pack 61. As a result, even if the fuse 642 is blown due to an overcurrent, the starter relay 4 and the starter motor 3 can be easily restored by replacing the power line 641.
  • a battery protection relay 65 is provided between the cell motor power supply terminal 64 and the battery pack 61.
  • the battery protection relay 65 is provided with a contact between the battery pack 61 and the starter motor feeding terminal 64, and the contact provided between the battery pack 61 and the starter motor feeding terminal 64 is closed and operated by a command from the control ECU 71.
  • the external charging input terminal 66 is provided in the housing 62 of the battery unit 6.
  • the external charging input terminal 66 is a terminal to which a power line (second power line) (not shown) for supplying electricity for charging from an external power source to the battery unit 6 can be attached and detached. It is installed on the right side of the housing 62 (see FIG. 4) and is waterproof / dustproof with a rubber cover.
  • the external power source is, for example, a household power source or a car battery.
  • the external power supply is a household power supply
  • the power line of the dedicated charger is attached to the external charging input terminal 66, so that the household power supply supplies electricity for charging to the external charging input terminal 66.
  • the control ECU 71 is activated from the standby state, and the battery cell 611 is evenly charged with electricity while managing the temperature and voltage of the battery pack 61 and the voltage of each battery cell 611.
  • the external power source is a car battery
  • the power line connected to the car cigar socket is attached to the external charging input terminal 66, so that electricity for charging from the car battery to the external charging input terminal 66 can be obtained. Is supplied.
  • the control ECU 71 is activated from the standby state, and the battery cell 611 is evenly charged with electricity while managing the temperature and voltage of the battery pack 61 and the voltage of each battery cell 611.
  • the external charging input terminal 66 is connected to the control ECU 71, and the charging electricity supplied to the external charging input terminal 66 is charged and controlled by the control ECU 71 to form the battery pack 61.
  • One or more battery cells 611 are evenly charged.
  • the charge output terminal 67 is connected to the control ECU 71.
  • the charge output terminal 67 is a terminal on which the charge input terminal provided on the mobile device can be attached and detached, and the control ECU 71 provided inside the battery unit 6 by attaching the charge input terminal provided on the mobile device.
  • the mobile device is, for example, a mobile phone such as a smartphone
  • the charging output terminal 67 is, for example, a USB output terminal 671 and is a female terminal of either Type A, B or C, and an output of up to 2A can be obtained. Is used.
  • the charge output terminal 67 is provided so as to extend from the protrusion 62a provided on the housing 62 of the battery unit 6 to the outside of the battery unit 6, and is provided with waterproof / dustproof measures. It has been subjected.
  • the battery unit 6 is provided with one or more indicators 68 and a charge remaining amount confirmation button 69 on the front surface of the housing of the battery unit 6.
  • One or more indicators 68 and the remaining charge confirmation button 69 are connected to the control ECU 71.
  • One or more indicators 68 constitute, for example, a remaining charge amount indicator lamp and a status indicator lamp of the control ECU 71.
  • the remaining charge amount indicator lamp is composed of, for example, 3 to 5 LED lamps.
  • 3 to 5 LED lamps are composed of 2 to 4 same color LED lamps and 1 different color LED lamp, and the same color LED as the remaining charge amount of the battery pack 61 decreases.
  • the LED lamps of different colors are controlled to be lit at the end, and the charge remaining amount confirmation button 69 is pressed when the control ECU 71 is in the stopped state, the control ECU 71 is released from the standby state. It is activated and controlled so that one or more indicators 68 display the remaining charge of the battery pack 61 at that time.
  • the status indicator lamp of the control ECU 71 is composed of one to three LED lamps of different colors, and is controlled to light any LED lamp based on the status of the control ECU 71. For example, when the engine switch 21 is turned on and the engine 1 can be started, the LED lamp for notifying the start operation is lit, and after the engine 1 is started, the engine 1 is in operation. The LED lamp lights up.
  • FIG. 7 is a perspective view schematically showing the mounting structure of the battery unit 6 according to the embodiment of the present disclosure, and is a diagram showing a state in which the cover 9 is removed.
  • the battery unit 6 is mounted on the side surface of the engine 1, but the scope of the present invention is not limited thereto. , Which is mounted at an arbitrary position of the work machine on which the engine 1 is mounted.
  • the mounting structure of the battery unit 6 mounted on the engine 1 in which the protection device for the engine starting battery according to the embodiment of the present disclosure is adopted includes a case 8 and a cover 9 in addition to the battery unit 6 described above. ..
  • the case 8 is attached to the engine 1 or the work machine on which the engine 1 is mounted.
  • the case 8 is attached to the front surface of the engine 1, for example.
  • the case 8 has a box shape with an open front surface, and houses the battery unit 6.
  • the case 8 has, for example, a horizontally long rectangular parallelepiped box shape with an open front surface, a storage area for accommodating the battery unit 6 is provided in a lower area thereof, and wiring couplers 24 and 63 are connected in an upper area thereof. There is a space.
  • the accommodating area has a volume slightly larger than the volume of the battery unit 6, and the battery unit 6 is accommodated so as to be fitted in the accommodating area.
  • connection space has a sufficient volume for connecting the wiring coupler 63 and the wiring coupler 24 paired with the wiring coupler 63, and the engine switch 21 and the engine start operation switch 22 described above are on the right side of the connection space.
  • the switch 23 for the above-mentioned external device, for example, the choke changeover switch 231 is installed on the left side of the connection space.
  • the cover 9 is attached to the case 8 and closes the opening of the case 8 in which the battery unit 6 is housed.
  • the cover 9 has, for example, a box shape with an open rear surface, and is combined with the case 8 containing the battery unit 6 to close the front opening of the case 8.
  • the cover 9 is, for example, one size larger in the longitudinal direction of the case 8 than the case 8, and the power line 641 (see FIG. 2) connecting the battery unit 6 (starter motor feeding terminal 64) and the starter relay 4 to the right side region of the case 8. Wiring space is secured.
  • the cover 9 is cut out from the area corresponding to the engine switch 21 and the engine start operation switch 22 described above, and the engine switch 21 and the engine start operation switch 22 are provided with the cover 9 attached to the case 8. It is exposed to the outside of the cover 9. Further, for example, the cover 9 is provided with a rectangular window 9a in the area corresponding to the switch 23 for the external device, and the switch 23 for the external device is outside the cover 9 with the cover 9 attached to the case 8. Be exposed to.
  • the cover 9 is provided with a rectangular window 9b in the area corresponding to, for example, one or more indicators 68 and the remaining charge confirmation button 69, and one or more covers 9 are attached to the case 8. Two or more indicators 68 and a remaining charge confirmation button 69 are exposed outside the cover 9.
  • the cover 9 is provided with through holes at one end and the other end in the longitudinal direction, respectively, and the bolt 91 through which the through holes are inserted is fitted into the screw holes provided in the case 8, so that the case 8 is provided.
  • the cover 9 is attached to.
  • a bolt or a wing bolt provided with a split groove into which a coin is fitted is adopted as the bolt 91 through which the through hole is inserted.
  • the above-mentioned battery unit 6 has a cushioning material 6b attached to the front surface facing the cover 9. As a result, vibration transmitted from the engine 1 or the work machine to the battery unit 6 can be suppressed, and the battery unit 6 can be protected.
  • FIG. 8 is a circuit diagram schematically showing a protection device for an engine start battery according to an embodiment of the present disclosure, and is a diagram showing a state in which a jumping start battery BT is connected.
  • the engine starting battery protection device is an engine starting battery protection device that is a power source for the starter motor 3 that cranks the engine 1.
  • the engine starting battery according to the embodiment of the present disclosure is a battery pack 61 included in the battery unit 6, and the engine starting battery protection device includes a control ECU 71, a starter motor relay 4, and a battery protection relay 65.
  • the control ECU 71 determines when the battery voltage (voltage of the battery pack 61) when the engine switch 21 is turned on exceeds a predetermined predetermined value. By starting the engine start operation switch 22, the battery protection relay 65 is instructed to close the contacts, and the starter motor relay 4 is instructed to close the contacts 41.
  • the predetermined predetermined value is, for example, a voltage value at which the engine 1 cannot be cranked by the starter motor 3.
  • the battery pack 61 is used for jumping start. Even if the battery BTs of the above are connected in parallel, the overcurrent of the jumping start battery BT does not flow to the battery pack 61. As a result, even if the jumping start battery BT is connected in parallel to the deteriorated battery pack 61 to start the battery pack 61, the battery pack 61 can be prevented from catching fire or exploding.
  • the control ECU 71 instructs the battery protection relay 65 to close the contacts, and after a predetermined operation delay time elapses, the control ECU 71 contacts the cell motor relay 4. Instructs the closing operation of 41.
  • the predetermined operation delay time can be arbitrarily set from, for example, 0.1 seconds to 1 second.
  • the starter motor 3 is such that the contact of the battery protection relay 65 is closed and the contact 41 of the starter relay 4 is closed at the same time. Since the decrease in the inrush current to the engine 1 can be suppressed, the deterioration of the startability of the engine 1 can be suppressed.
  • a fuse 642 that blows due to an overcurrent exceeding the rated current is provided on the power line provided between the battery protection relay 65 and the starter motor relay 4. Further prepare.
  • the jumping start battery BT even if the jumping start battery BT is connected in parallel to the battery pack 61 in a state where the contacts of the battery protection relay 65 are fixed in the closed state, the jumping start battery BT may be connected in parallel. Since the fuse 642 is blown by the overcurrent flowing from the jumping start battery, the overcurrent of the jumping start battery BT does not flow to the battery pack 61 for a long time. As a result, even if the contacts of the battery protection relay 65 are stuck in the closed state, the battery pack 61 will ignite even if the jumping start battery BT is connected in parallel to the deteriorated battery pack 61 to start the engine 1. ⁇ Explosion accidents can be prevented.
  • the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and includes a form in which the above-mentioned embodiment is modified and a form in which these forms are appropriately combined.
  • the protective device for the engine starting battery is It is a protective device for the engine starting battery that is the power source for the starter motor (3) that cranks the engine (1).
  • An engine switch (21) and an engine start operation switch (22) are electrically connected to a control ECU (71) that controls charging / discharging of a battery cell (611) constituting the engine starting battery (battery pack 61).
  • a contact (41) is provided between the cell motor power supply terminal (64) of the engine starting battery (battery pack 61) and the starter motor (3), and the cell motor power supply terminal is instructed by the control ECU (71).
  • a cell motor relay (4) that closes and operates a contact (41) provided between (64) and the cell motor (3).
  • a contact is provided between the battery cell (611) and the starter motor feeding terminal (64), and the battery cell (611) and the starter motor feeding terminal (64) are set by a command from the control ECU (71).
  • a battery protection relay (65) that closes and operates the contacts provided between them, Equipped with When the battery voltage when the engine switch (21) is turned on exceeds a predetermined value, the control ECU (71) protects the battery by starting the engine start operation switch (22). The relay (65) is instructed to close the contact, and the cell motor relay (4) is instructed to close the contact (41).
  • the engine starting battery (battery pack 61) when the battery voltage when the engine switch (21) is turned on is equal to or less than a predetermined value, the engine starting battery (battery pack 61) is used. Even if the jumping start battery (BT) is connected in parallel, the overcurrent of the jumping start battery (BT) does not flow to the engine starting battery (battery pack 61). As a result, even if the jumping start battery (BT) is connected in parallel to the deteriorated engine start battery (battery pack 61) to start the engine (1), the engine start battery (battery pack 61) will ignite. Explosion accident can be prevented.
  • the engine starting battery protection device is the engine starting battery protection device according to [1].
  • the control ECU (71) instructs the battery protection relay (65) to close the contact, and after a predetermined operation delay time elapses, the cell motor relay (4) closes the contact (41). To instruct. Furthermore, by combining with the control that the energization time of the starter motor relay (4) is set to a predetermined maximum time (for example, 5 seconds) or less in any case, heat generation and ignition due to over-discharging of the engine starting battery (battery pack) and the like are performed. The risk of
  • the engine starting battery protection device is the engine starting battery protection device according to [1] or [2].
  • a fuse (642) that blows due to an overcurrent exceeding the rated current is further provided on the power line provided between the battery protection relay (65) and the starter motor relay (4).
  • the jumping start battery (BT) is connected in parallel to the engine start battery (battery pack 61) with the contacts of the battery protection relay 65 fixed in the closed state, the jumping start battery Since the fuse (642) is blown by the overcurrent flowing from (BT), the overcurrent of the jumping start battery (BT) does not flow to the engine start battery (battery pack 61) for a long time.
  • the jumping start battery (BT) is connected in parallel to the deteriorated engine start battery (battery pack 61) to the engine (Battery pack 61). Even if you try to start 1), you can prevent the ignition / explosion accident of the battery for starting the engine.

Abstract

エンジン始動用バッテリーの保護装置は、エンジン始動用バッテリーのセルモータ給電端子とセルモータとの間に接点が設けられ、制御ＥＣＵからの指令により、セルモータ給電端子とセルモータとの間に設けられた接点を閉作動するセルモータリレーと、バッテリーセルとセルモータ給電端子との間に接点が設けられ、制御ＥＣＵからの指令により、バッテリーセルとセルモータ給電端子との間に設けられた接点を閉作動するバッテリー保護リレーと、を備え、制御ＥＣＵは、エンジンスイッチがオンされた時のバッテリー電圧が予め定められた所定値を上回る場合に、エンジン始動操作スイッチの始動操作により、バッテリー保護リレーに接点の閉作動を指示するとともに、セルモータリレーに接点の閉作動を指示する。

Description

エンジン始動用バッテリーの保護装置
　本開示は、エンジン始動用バッテリーの保護装置に関する。
　本願は、２０２０年１２月２５日に日本国特許庁に出願された特願２０２０－２１６４６６号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　特許文献１には、小型エンジン始動装置の小型電動モータ駆動用バッテリーパックが開示されている。かかるバッテリーパック内には、少なくとも二つのセルからなるリチウム系二次電池と、同電池に接続された、自己放電防止回路、過電流防止回路の他に、過充電防止回路、過放電抑止回路、スタートスイッチ用リレー回路などの電子回路からなる保護回路が内蔵されている。特許文献１に開示されたスタートスイッチ用リレー回路はトランジスタ回路により構成され、始動スイッチが開いている間は、トランジスタは抵抗が無限大となって回路に電流は流れず、始動スイッチをオンにすると、バッテリー（リチウムイオン系二次電池）から放電される電流はトランジスタを介して電動モータ側の大電流と放電抑止回路側の微小電流とに分かれ導通する。
特開２００６－２５８０９０号公報
　しかしながら、特許文献１が示す従来の構成では、リチウム系二次電池が劣化状態にある場合に、リチウム系二次電池にバッテリーを並列に繋いでエンジンを始動（ジャンピングスタート）しようとすると、リチウム系二次電池に過電流が流れ、リチウム系二次電池（リチウムイオンバッテリー）が発火・爆発する虞がある。
　本開示は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、劣化状態にあるエンジン始動用バッテリーにジャンピングスタート用バッテリーを並列に繋いでエンジンを始動しようとしても、エンジン始動用バッテリーの発火・爆発事故を防止できるエンジン始動用バッテリーの保護装置を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため、本開示に係るエンジン始動用バッテリーの保護装置は、
　エンジンをクランキングさせるセルモータの電源となるエンジン始動用バッテリーの保護装置であって、
　エンジンスイッチ及びエンジン始動操作スイッチが電気的に接続され、前記エンジン始動用バッテリーを構成するバッテリーセルの充放電を制御する制御ＥＣＵと、
　前記エンジン始動用バッテリーのセルモータ給電端子と前記セルモータとの間に接点が設けられ、前記制御ＥＣＵからの指示により、前記セルモータ給電端子と前記セルモータとの間に設けられた接点を閉作動するセルモータリレーと、
　前記バッテリーセルと前記セルモータ給電端子との間に接点が設けられ、前記制御ＥＣＵからの指示により、前記バッテリーセルと前記セルモータ給電端子との間に設けられた接点を閉作動するバッテリー保護リレーと、
　を備え、
　前記制御ＥＣＵは、前記エンジンスイッチがオンされた時のバッテリー電圧が予め定められた所定値を上回る場合に、前記エンジン始動操作スイッチの始動操作により、前記バッテリー保護リレーに接点の閉作動を指示するとともに、前記セルモータリレーに接点の閉作動を指示する。
　本開示のエンジン始動用バッテリーの保護装置によれば、エンジンスイッチがオンされた時のバッテリー電圧が予め定められた所定値以下の場合に、エンジン始動用バッテリーにジャンピングスタート用バッテリーを並列に繋いでも、ジャンピングスタート用バッテリーの過電流がエンジン始動用バッテリーに流れることがない。これにより、劣化状態にあるエンジンスタート用バッテリーにジャンピングスタート用バッテリーを並列に繋いでエンジンを始動しようとしても、エンジン始動用バッテリーの発火・爆発事故を防止できる。
本開示の実施形態に係るエンジン始動用バッテリーの保護装置が採用されたエンジンを示す斜視図である。 図１に示したエンジンの制御構成を概略的に示す回路図である。 図１に示したエンジンに搭載されるバッテリーユニットの正面図である。 図３に示したバッテリーユニットの左側面図である。 図３に示したバッテリーユニットの右側面図である。 図３に示したバッテリーユニットの制御構成を概略的に示す回路図である。 本開示の実施形態に係るバッテリーユニットの搭載構造を概略的に示す斜視図であって、カバーを取り外した状態を示す図である。 本開示の実施形態に係るエンジン始動用バッテリーの保護装置を概略的に示す回路図であって、ジャンピングスタート用バッテリーを接続した状態を示す図である。
　以下、添付図面を参照して本開示の実施形態に係るエンジン始動用バッテリーの保護装置について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
　図１は、本開示の実施形態に係るエンジン始動用バッテリーの保護装置が採用されたエンジン１を示す斜視図であり、図２は、図１に示したエンジン１の制御構成を概略的に示す回路図である。
　本開示の実施形態に係るエンジン始動用バッテリーの保護装置は、エンジン１又はエンジン１が搭載された作業機械（図示せず）に搭載される。本開示の実施形態では、エンジン１に搭載されたエンジン始動用バッテリーの保護装置を例に説明するが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、エンジン１が搭載された作業機械に採用されたエンジン始動用バッテリーの保護装置も含まれる。
　本開示の実施形態に係るエンジン１は、単気筒又は２気筒で排気量が８０ｃｃから８００ｃｃクラスの空冷のガソリンエンジンであって、例えば、田植機、管理機、耕耘機、ポンプ、発電機等の作業機械に搭載される。
　図１に示すように、本開示の実施形態に係るエンジン１はリコイルスタータ１２のほかにセルモータ３（図２参照）を備える。リコイルスタータ１２は、エンジン１を始動しようとする者がスターターグリップ１２１を握りプーリに巻き掛けられたロープを引くことでエンジン１のクランクシャフトに回転を与えエンジン１を始動する装置である。セルモータ３は、リコイルスタータ１２に代わりエンジン１のクランクシャフトに回転を与えるモータであり、本開示の実施形態に係るエンジン始動用バッテリーの保護装置が搭載されるエンジン１ではバッテリーユニット６（図２参照）がセルモータ３を含む補機類の電気供給源である。
　また、本開示の実施形態に係るエンジン１は、エンジンスイッチ２１及びエンジン始動操作スイッチ２２を備える。エンジンスイッチ２１は電源をオン／オフするためのスイッチであり、本開示の実施形態に係るエンジン１ではエンジン１の側面に配置されている。エンジンスイッチ２１は、例えば、ロッカースイッチ（シーソースイッチともいう）で構成され、エンジン１を始動する際にオンされ、エンジン１の運転を停止する際にオフされる。エンジン始動操作スイッチ２２はエンジン１を始動するためのスイッチであり、本開示の実施形態に係るエンジン１ではエンジン１の側面にエンジンスイッチ２１と並んで設置されている。エンジン始動操作スイッチ２２は、例えば、モメンタリプッシュスイッチで構成され、セルモータ３によりエンジン１を始動する際に押下操作される。
　また、本開示の実施形態に係るエンジン１は、さらに外部機器用のスイッチ２３を備える。外部機器用のスイッチ２３は、例えば、チョーク切換スイッチ２３１であり、本開示の実施形態に係るエンジン１ではエンジン１の側面に配置されている。チョーク切換スイッチ２３１は、例えば、ロッカースイッチで構成され、オートチョーク／マニュアルチョークの切り換えが可能である。
　図２に示すように、本開示の実施形態に係るエンジン１は、さらにセルモータリレー４のほかチャージコイル１３及び点火コイル１５を備える。セルモータリレー４は、バッテリーユニット６とセルモータ３との間に設けられた接点４１を開閉するリレー（マグネチックリレースイッチ）であり、接点４１が閉じられた場合にバッテリーユニット６からセルモータ３に電気が供給される。チャージコイル１３は、フライホイールの内側に設けられ、フライホイールの回転によって発電する発電用のコイルであり、チャージコイル１３で発電された電気はレギュレータ１４を介してバッテリーユニット６に供給されて充電される。チャージコイル１３は、エンジン１が回転しているときに必ず発電するため、例えばバッテリーユニット６において発電の有無を監視することで、エンジン１の運転状態を把握する機能を持たせてもよい。この機能により、エンジン１の始動を安全に行う等が可能となる。点火コイル１５は、フライホイールの外側に設けられ、フライホイールの回転によって点火コイル１５の内部で発生する電気を高電圧の電気に変換する発電機・変圧器一体装置であり、点火コイル１５で変換された高電圧の電気は点火プラグ１６で放電される。
　本開示の実施形態に係るバッテリーユニット６は、上述したようにセルモータ３を含む補機類の電気供給源であって、エンジン１の始動時にセルモータ３に電気を供給する一方、エンジン１（チャージコイル１３）で発電された電気を充電する。
　図３は、図１に示したエンジン１に搭載されるバッテリーユニット６の正面図である。図４は、図３に示したバッテリーユニット６の左側面図であり、図５は、図３に示したバッテリーユニット６の右側側面図である。また、図６は、図３に示したバッテリーユニット６の制御構成を示す回路図である。
　図３に示すように、本開示の実施形態に係るバッテリーユニット６は、横長の略直方体形状であって、上方に突出する突起部６ａを有する。バッテリーユニット６は、例えば、突起部６ａを除くと、長さ２２０ｍｍ、高さ７５ｍｍ、幅４５ｍｍの略直方体形状であって、その重量は８００ｇ以下に抑えられ、携帯性に優れている。
　本開示の実施形態に係るバッテリーユニット６は、バッテリーパック６１及びエンジン１の始動制御装置７（図６参照）を備え、これらは、横長の略直方体形状であって、上方に突出する突起部６２ａを有する筐体６２に収容されている。
　バッテリーパック６１は、例えば、リチウムイオンバッテリーで構成される。図６に示すように、本開示の実施形態に係るバッテリーユニット６では、バッテリーパック６１は、一又は二以上のバッテリーセル６１１で構成される。バッテリーセル６１１の単体電圧は３．０から４．２Ｖであり、総容量はバッテリーユニット６として携帯性が確保される６０００から２００００ｍＡＨであり、本開示の実施形態に係るバッテリーユニット６では、例えば、四つのバッテリーセル６１１で構成される。
　エンジン１の始動制御装置７は、バッテリーパック６１の充放電を制御する制御ＥＣＵ７１（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）で構成される。制御ＥＣＵ７１は、例えば、制御装置及び演算装置を含むプロセッサ、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｓｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）等のメモリが搭載された制御基板で構成される。本開示の実施形態に係るエンジン１の始動制御装置７では、制御ＥＣＵ７１において、バッテリーパック６１の温度（バッテリー温度）、バッテリーパック６１の電圧（全体電圧）及びバッテリーセル６１１ごとの電圧（セル電圧）が管理される。また、制御ＥＣＵ７１には、バッテリーセル６１１ごとに保護回路７１１によって、バッテリーセル６１１の過放電からバッテリーセル６１１を保護している。保護回路７１１は、例えば、保護ＩＣ（集積回路）によって構成される。
　また、本開示の実施形態に係るバッテリーユニット６では、バッテリーユニット６に配線カプラ６３が接続される。配線カプラ６３には、対となる配線カプラ２４（図２参照）が着脱可能であり、対となる配線カプラ２４を装着することでバッテリーユニット６とバッテリーユニット６の外部に設けられた入出力機器とが接続される。バッテリーユニット６の外部に設けられた入出力機器は、例えば、上述したエンジンスイッチ２１やエンジン始動操作スイッチ２２、セルモータリレー４等であり、コントロールハーネス２５に含まれる二以上のワイヤーハーネスを介して上述した対となる配線カプラ２４に接続される。そして、上述した配線カプラ６３に該配線カプラ６３と対となる配線カプラ２４を装着することで、エンジンスイッチ２１やエンジン始動操作スイッチ２２、セルモータリレー４等の複数の入出力機器がバッテリーユニット６に一度に接続される。
　本開示の実施形態に係るバッテリーユニット６では、エンジン充電入力端子７１２、電源検知端子７１３、エンジン始動操作検知端子７１４、セルモータリレー制御端子７１５、外部機器出力端子７１６及び常時電圧出力端子７１７がバッテリーユニット６に設けられる。エンジン充電入力端子７１２、電源検知端子７１３、エンジン始動操作検知端子７１４、セルモータリレー制御端子７１５及び外部機器出力端子７１６は制御ＥＣＵ７１に接続され、これら端子からの充放電電流は制御ＥＣＵ７１において管理される。常時電圧出力端子７１７はバッテリーパック６１に直接接続され、常時電圧出力端子７１７にはバッテリーパック６１のバッテリー電圧（全体電圧）が印加される。そして、これら端子がそれぞれ接続された配線カプラ６３が筐体６２の防水／防塵構造が採用された突起部６２ａ（図３参照）に設置される。
　図２に示すように、バッテリーユニット６に接続される入出力機器は、チャージコイル１３に接続されたレギュレータ１４、エンジンスイッチ２１、エンジン始動操作スイッチ２２、セルモータリレー４、バルブコントロールユニット５１及びチョークバルブ５２等の外部機器５、及び、エンジンスイッチ２１（バッテリー電圧常時印加）であり、これらはエンジン充電入力線２５１、エンジンスイッチ操作検知線２５２、エンジン始動操作検知線２５３、セルモータリレー制御線２５４、バルブ機器出力線２５５及びバッテリー電圧常時印加線２５６を介してそれぞれ対となる配線カプラ２４に接続される。
　そして、本開示の実施形態に係るバッテリーユニット６では、チャージコイル１３に接続されたレギュレータ１４からエンジン充電入力線２５１を通り制御ＥＣＵ７１に電気が供給され、制御ＥＣＵ７１は、バッテリーパック６１の温度及び電圧、並びに、バッテリーセル６１１ごとの電圧を管理しながらバッテリーセル６１１に均等に電気が充電される。
　本開示の実施形態に係るバッテリーユニット６では、バッテリーユニット６の筐体６２にセルモータ給電端子６４が設けられている。セルモータ給電端子６４は、バッテリーパック６１からセルモータ３（セルモータリレー４）に電気を供給するための電力線（第１の電力線）６４１の着脱が可能な端子であり、例えば、バッテリーユニット６の筐体６２の左側面に設置され（図５参照）、ゴム製のカバーによって防水／防塵対策が施されている。
　セルモータ給電端子６４とセルモータリレー４とを繋ぐ電力線６４１にはヒューズ６４２が設けられている。ヒューズ６４２は、バッテリーパック６１の過放電により電力線６４１に定格以上の過電流が流れた場合に、溶断することによりセルモータリレー４及びセルモータ３を保護する。これにより、ヒューズ６４２が過電流により溶断しても電力線６４１を交換することにより、セルモータリレー４及びセルモータ３が簡単に復旧できる。
　図６に示すように、セルモータ給電端子６４とバッテリーパック６１との間にはバッテリー保護リレー６５が設けられている。バッテリー保護リレー６５は、バッテリーパック６１とセルモータ給電端子６４との間に接点が設けられ、制御ＥＣＵ７１からの指令により、バッテリーパック６１とセルモータ給電端子６４との間に設けられた接点が閉作動される。
　本開示の実施形態に係るバッテリーユニット６では、バッテリーユニット６の筐体６２に外部充電入力端子６６が設けられる。外部充電入力端子６６は、外部電源からバッテリーユニット６に充電用の電気を供給するための電力線（第２の電力線）（図示せず）の着脱が可能な端子であり、例えば、バッテリーユニット６の筐体６２の右側面に設置され（図４参照）、ゴム製のカバーによって防水／防塵対策が施されている。
　外部電源は、例えば、家庭用電源や自動車のバッテリーである。例えば、外部電源が家庭用電源の場合には専用の充電器の電力線が外部充電入力端子６６に装着されることで、家庭用電源から外部充電入力端子６６に充電用の電気が供給される。これにより、制御ＥＣＵ７１が待機状態から起動し、バッテリーパック６１の温度及び電圧、並びにバッテリーセル６１１ごとの電圧を管理しながらバッテリーセル６１１に均等に電気が充電される。また、例えば、外部電源が自動車のバッテリーの場合には自動車のシガーソケットに接続された電力線が外部充電入力端子６６に装着されることで、自動車のバッテリーから外部充電入力端子６６に充電用の電気が供給される。これにより、制御ＥＣＵ７１が待機状態から起動し、バッテリーパック６１の温度及び電圧、並びにバッテリーセル６１１ごとの電圧を管理しながらバッテリーセル６１１に均等に電気が充電される。
　本開示の実施形態に係るバッテリーユニット６では、外部充電入力端子６６は制御ＥＣＵ７１に接続され、外部充電入力端子６６に供給された充電用の電気は制御ＥＣＵ７１で充電制御され、バッテリーパック６１を構成する一又は二以上のバッテリーセル６１１が均等に充電される。
　本開示の実施形態に係るバッテリーユニット６では、制御ＥＣＵ７１に充電出力端子６７が接続される。充電出力端子６７は、携帯機器に設けられた充電入力端子の着脱が可能な端子であり、携帯機器に設けられた充電入力端子を装着することで、バッテリーユニット６の内部に設けられた制御ＥＣＵ７１と筐体外部に設けられた携帯機器とが接続され、制御ＥＣＵ７１を介してバッテリーパック６１から携帯機器に電気が供給される。携帯機器は、例えば、スマートフォン等の携帯電話であり、充電出力端子６７は、例えば、ＵＳＢ出力端子６７１であり、ＴｙｐｅＡ，Ｂ又はＣのいずれかのメス端子であって、最大２Ａの出力が得られるものが用いられる。
　本開示の実施形態に係るバッテリーユニット６では、充電出力端子６７は、バッテリーユニット６の筐体６２に設けられた突起部６２ａからバッテリーユニット６の外部に延びるように設けられ、防水／防塵対策が施されている。
　図３に示すように、本開示の実施形態に係るバッテリーユニット６では、バッテリーユニット６の筐体前面に、一又は二以上のインジケータ６８と、充電残量確認ボタン６９とを備えている。一又は二以上のインジケータ６８と充電残量確認ボタン６９は制御ＥＣＵ７１に接続されている。一又は二以上のインジケータ６８は、例えば、残充電量表示灯及び制御ＥＣＵ７１の状態表示灯を構成する。
　残充電量表示灯は、例えば、３個から５個のＬＥＤランプで構成される。例えば、３個から５個のＬＥＤランプは、２個から４個の同色系のＬＥＤランプと１個の異なる色のＬＥＤランプで構成され、バッテリーパック６１の残充電量が減るに従い同色系のＬＥＤランプの点灯数が減り、最後に異なる色のＬＥＤランプが点灯するように制御され、制御ＥＣＵ７１が停止状態にある場合において充電残量確認ボタン６９が押下された場合に、制御ＥＣＵ７１が待機状態から起動され、一又は二以上のインジケータ６８にその時のバッテリーパック６１の充電残量を表示するように制御される。
　また、制御ＥＣＵ７１の状態表示灯は、１個から３個の異なる色のＬＥＤランプで構成され、制御ＥＣＵ７１の状態に基づいて任意のＬＥＤランプを点灯するように制御される。例えば、エンジンスイッチ２１がオンされ、エンジン１の始動操作が可能な状態の場合には始動操作可能を通知するＬＥＤランプが点灯し、エンジン１の始動後はエンジン１が運転中であることを通知するＬＥＤランプが点灯する。
　図７は、本開示の実施形態に係るバッテリーユニット６の搭載構造を概略的に示す斜視図であって、カバー９を取り外した状態を示す図である。
　図７に示すように、本開示の実施形態に係るバッテリーユニット６の搭載構造では、バッテリーユニット６は、エンジン１の側面に搭載されるが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、エンジン１が搭載された作業機械の任意の位置に搭載されるもの含まれる。
　本開示の実施形態に係るエンジン始動用バッテリーの保護装置が採用されるエンジン１に搭載されるバッテリーユニット６の搭載構造は、上述したバッテリーユニット６のほかに、ケース８及びカバー９を備えている。
　ケース８は、エンジン１又はエンジン１が搭載された作業機械に取り付けられる。ケース８は、例えば、エンジン１の前面に取り付けられる。ケース８は、前面が開口した箱状であって、バッテリーユニット６が収容される。ケース８は、例えば、前面が開口した横長の略直方体形状の箱状であって、その下方域にバッテリーユニット６が収容される収容領域が設けられ、その上方域に配線カプラ２４，６３の接続空間が設けられている。収容領域はバッテリーユニット６の体積よりも僅かに大きな容積を有し、バッテリーユニット６は収容領域に嵌め込まれるように収容される。接続空間は、配線カプラ６３と該配線カプラ６３と対になる配線カプラ２４とを接続するのに十分な容積を有し、接続空間の右側には上述したエンジンスイッチ２１及びエンジン始動操作スイッチ２２が設置され、接続空間の左側には上述した外部機器用のスイッチ２３、例えば、チョーク切換スイッチ２３１が設置されている。
　カバー９は、ケース８に取り付けられてバッテリーユニット６が収容されたケース８の開口を塞ぐ。カバー９は、例えば、後面が開口した箱状であって、バッテリーユニット６が収容されたケース８と組み合わされてケース８の前面開口を塞ぐ。カバー９は、例えば、ケース８よりもケース８の長手方向にひとまわり大きく、ケース８の右側領域にバッテリーユニット６（セルモータ給電端子６４）とセルモータリレー４を接続する電力線６４１（図２参照）の配線空間が確保されている。
　また、カバー９は、例えば、上述したエンジンスイッチ２１及びエンジン始動操作スイッチ２２に対応する領域が切り欠かれており、カバー９をケース８に取り付けた状態でエンジンスイッチ２１及びエンジン始動操作スイッチ２２がカバー９の外に露出する。また、カバー９は、例えば、外部機器用のスイッチ２３に対応する領域に矩形の窓９ａが設けられており、カバー９をケース８に取り付けた状態で外部機器用のスイッチ２３がカバー９の外に露出する。
　また、カバー９は、例えば、一又は二以上のインジケータ６８と充電残量確認ボタン６９とに対応する領域に矩形の窓９ｂが設けられており、カバー９をケース８に取り付けた状態で一又は二以上のインジケータ６８と充電残量確認ボタン６９がカバー９の外に露出する。
　また、カバー９は、長手方向一端部と他端部とにそれぞれ貫通穴が設けられており、該貫通穴を挿通したボルト９１がケース８に設けられたネジ穴に嵌め込まれることで、ケース８にカバー９が取り付けられる。貫通穴を挿通したボルト９１は、例えば、コインが嵌まるスリ割り溝が設けられたボルト又は蝶ボルトが採用されている。
　尚、本開示の実施形態に係るバッテリーユニット６の搭載構造では、上述したバッテリーユニット６は、カバー９に対向する前面に緩衝材６ｂが貼り付けられている。これにより、エンジン１や作業機械からバッテリーユニット６に伝達される振動を抑制し、バッテリーユニット６を保護できる。
　図８は、本開示の実施形態に係るエンジン始動用バッテリーの保護装置を概略的に示す回路図であって、ジャンピングスタート用バッテリーＢＴを接続した状態を示す図である。
　図８に示すように、本開示の実施形態に係るエンジン始動用バッテリーの保護装置は、エンジン１をクランキングさせるセルモータ３の電源となるエンジン始動用バッテリーの保護装置である。本開示の実施形態に係るエンジン始動用バッテリーは、バッテリーユニット６が備えるバッテリーパック６１であり、エンジン始動用バッテリーの保護装置は、制御ＥＣＵ７１、セルモータリレー４及びバッテリー保護リレー６５により構成される。
　本開示の実施形態に係るエンジン始動用バッテリーの保護装置では、制御ＥＣＵ７１は、エンジンスイッチ２１がオンされた時のバッテリー電圧（バッテリーパック６１の電圧）が予め定められた所定値を上回る場合に、エンジン始動操作スイッチ２２の始動操作により、バッテリー保護リレー６５に接点の閉作動を指示するとともに、セルモータリレー４に接点４１の閉作動を指示する。予め定められた所定値は、例えば、セルモータ３によってエンジン１のクランキングを行わせることができない電圧値である。
　上述した本開示の実施形態に係るエンジン始動用バッテリーの保護装置によれば、エンジンスイッチ２１がオンされた時のバッテリー電圧が予め定められた所定値以下の場合に、バッテリーパック６１にジャンピングスタート用のバッテリーＢＴを並列に繋いでも、ジャンピングスタート用バッテリーＢＴの過電流がバッテリーパック６１に流れることがない。これにより、劣化状態にあるバッテリーパック６１にジャンピングスタート用バッテリーＢＴを並列に繋いで始動しようとしてもバッテリーパック６１の発火・爆発事故を防止できる。
　本開示の実施形態に係るエンジン始動用バッテリーの保護装置では、制御ＥＣＵ７１は、バッテリー保護リレー６５に接点の閉作動を指示した後、予め定められた作動遅れ時間の経過後に、セルモータリレー４に接点４１の閉作動を指示する。予め定められた作動遅れ時間は、例えば、０．１秒から１秒の間で任意に設定可能である。
　上述した本開示の実施形態に係るエンジン始動用バッテリーの保護装置によれば、バッテリー保護リレー６５の接点の閉作動とセルモータリレー４の接点４１の閉作動が同時に行われた場合のようなセルモータ３への突入電流の低下を抑制できるので、エンジン１の始動性の悪化を抑制できる。
　本開示の実施形態に係るエンジン始動用バッテリーの保護装置では、上述したように、バッテリー保護リレー６５とセルモータリレー４との間に設けられる電力線上に定格電流を超える過電流によって溶断するヒューズ６４２を更に備える。
　上述した本開示の実施形態に係るエンジン始動用バッテリーの保護装置によれば、バッテリー保護リレー６５の接点が閉状態で固着した状態で、バッテリーパック６１にジャンピングスタート用バッテリーＢＴを並列に繋いでも、ジャンピングスタート用のバッテリーから流れる過電流によりヒューズ６４２が溶断するので、ジャンピングスタート用バッテリーＢＴの過電流がバッテリーパック６１に長時間に亘って流れることがない。これにより、たとえバッテリー保護リレー６５の接点が閉状態で固着していても、劣化状態にあるバッテリーパック６１にジャンピングスタート用バッテリーＢＴを並列に繋いでエンジン１を始動しようとしてもバッテリーパック６１の発火・爆発事故を防止できる。
　本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
　上記各実施形態に記載の内容は、例えば、以下のように把握される。
［１］の態様に係るエンジン始動用バッテリーの保護装置は、
　エンジン（１）をクランキングさせるセルモータ（３）の電源となるエンジン始動用バッテリーの保護装置であって、
　エンジンスイッチ（２１）及びエンジン始動操作スイッチ（２２）が電気的に接続され、前記エンジン始動用バッテリー（バッテリーパック６１）を構成するバッテリーセル（６１１）の充放電を制御する制御ＥＣＵ（７１）と、
　前記エンジン始動用バッテリー（バッテリーパック６１）のセルモータ給電端子（６４）と前記セルモータ（３）との間に接点（４１）が設けられ、前記制御ＥＣＵ（７１）からの指令により、前記セルモータ給電端子（６４）と前記セルモータ（３）との間に設けられた接点（４１）を閉作動するセルモータリレー（４）と、
　前記バッテリーセル（６１１）と前記セルモータ給電端子（６４）との間に接点が設けられ、前記制御ＥＣＵ（７１）からの指令により、前記バッテリーセル（６１１）と前記セルモータ給電端子（６４）との間に設けられた接点を閉作動するバッテリー保護リレー（６５）と、
　を備え、
　前記制御ＥＣＵ（７１）は、前記エンジンスイッチ（２１）がオンされた時のバッテリー電圧が予め定められた所定値を上回る場合に、前記エンジン始動操作スイッチ（２２）の始動操作により、前記バッテリー保護リレー（６５）に接点の閉作動を指示するとともに、前記セルモータリレー（４）に接点（４１）の閉作動を指示する。
　本開示に係るエンジン始動用バッテリーの保護装置によれば、エンジンスイッチ（２１）がオンされた時のバッテリー電圧が予め定められた所定値以下の場合に、エンジン始動用バッテリー（バッテリーパック６１）にジャンピングスタート用バッテリー（ＢＴ）を並列に繋いでも、ジャンピングスタート用バッテリー（ＢＴ）の過電流がエンジン始動用バッテリー（バッテリーパック６１）に流れることがない。これにより、劣化状態にあるエンジン始動用バッテリー（バッテリーパック６１）にジャンピングスタート用バッテリー（ＢＴ）を並列に繋いでエンジン（１）を始動しようとしてもエンジン始動用バッテリー（バッテリーパック６１）の発火・爆発事故を防止できる。
［２］別の態様に係るエンジン始動用バッテリーの保護装置は、［１］に記載のエンジン始動用バッテリーの保護装置であって、
　前記制御ＥＣＵ（７１）は、前記バッテリー保護リレー（６５）に接点の閉作動を指示した後、予め定められた作動遅れ時間の経過後に、前記セルモータリレー（４）に接点（４１）の閉作動を指示する。
　更に、セルモータリレー（４）の通電時間をいかなる場合でも予め定めた最大時間（例えば、５秒）以下とする制御と組み合わせることで、エンジン始動用バッテリー（バッテリーパック）の過放電等による発熱、発火のリスクを抑制することができる。
　このような構成によれば、バッテリー保護リレー（６５）の接点の閉作動とセルモータリレー（４）の接点（４１）の閉作動が同時に行われた場合のようなセルモータ（３）への突入電流の低下を抑制できるので、エンジン（１）の始動性の悪化を抑制できる。
［３］別の態様に係るエンジン始動用バッテリーの保護装置は、［１］又は［２］に記載のエンジン始動用バッテリーの保護装置であって、
　前記バッテリー保護リレー（６５）と前記セルモータリレー（４）との間に設けられる電力線上に定格電流を超える過電流によって溶断するヒューズ（６４２）を更に備えた。
　このような構成によれば、バッテリー保護リレー６５の接点が閉状態で固着した状態で、エンジン始動用バッテリー（バッテリーパック６１）にジャンピングスタート用バッテリー（ＢＴ）を並列に繋いでも、ジャンピングスタート用バッテリー（ＢＴ）から流れる過電流によりヒューズ（６４２）が溶断するので、ジャンピングスタート用バッテリー（ＢＴ）の過電流がエンジンスタート用バッテリー（バッテリーパック６１）に長時間に亘って流れることがない。これにより、たとえバッテリー保護リレー（６５）の接点が閉状態で固着していても、劣化状態にあるエンジン始動用バッテリー（バッテリーパック６１）にジャンピングスタート用バッテリー（ＢＴ）を並列に繋いでエンジン（１）を始動しようとしてもエンジン始動用バッテリーの発火・爆発事故を防止できる。
１　　エンジン
１２　　リコイルスタータ
１２１　　スターターグリップ
１３　　チャージコイル
１４　　レギュレータ
１５　　点火コイル
１６　　点火プラグ
２１　　エンジンスイッチ
２２　　エンジン始動操作スイッチ
２３　　外部機器用のスイッチ
２３１　　チョーク切換スイッチ
２４　　配線カプラ
２５　　コントロールハーネス
２５１　　エンジン充電入力線
２５２　　エンジンスイッチ操作検知線
２５３　　エンジン始動操作検知線
２５４　　セルモータリレー制御線
２５５　　バルブ機器出力線
２５６　　バッテリー電圧常時印加線
３　　セルモータ
４　　セルモータリレー
４１　　接点
５　　外部機器
５１　　バルブコントロールユニット
５２　　チョークバルブ
６　　バッテリーユニット
６ａ　　突起部
６ｂ　　緩衝材
６１　　バッテリーパック
６１１　　バッテリーセル
６２　　筐体
６２ａ　　突起部
６３　　配線カプラ
６４　　セルモータ給電端子
６４１　　電力線（第１の電力線）
６５　　バッテリー保護リレー
６６　　外部充電入力端子
６７　充電出力端子
６７１　　ＵＳＢ出力端子
６８　　インジケータ
６９　　充電残量確認ボタン
７　　始動制御装置
７１　　制御ＥＣＵ
７１１　　保護回路
７１２　　エンジン充電入力端子
７１３　　電源検知端子
７１４　　エンジン始動操作検知端子
７１５　　セルモータリレー制御端子
７１６　　外部機器出力端子
７１７　　常時電圧出力端子
８　　ケース
９　　カバー
９ａ，９ｂ　　窓
９１　　ボルト
ＢＴ　　ジャンピングスタート用バッテリー

Claims (3)

  1. 　エンジンをクランキングさせるセルモータの電源となるエンジン始動用バッテリーの保護装置であって、
    　エンジンスイッチ及びエンジン始動操作スイッチが電気的に接続され、前記エンジン始動用バッテリーを構成するバッテリーセルの充放電を制御する制御ＥＣＵと、
    　前記エンジン始動用バッテリーのセルモータ給電端子と前記セルモータとの間に接点が設けられ、前記制御ＥＣＵからの指令により、前記セルモータ給電端子と前記セルモータとの間に設けられた接点を閉作動するセルモータリレーと、
    　前記バッテリーセルと前記セルモータ給電端子との間に接点が設けられ、前記制御ＥＣＵからの指令により、前記バッテリーセルと前記セルモータ給電端子との間に設けられた接点を閉作動するバッテリー保護リレーと、
    　を備え、
    　前記制御ＥＣＵは、前記エンジンスイッチがオンされた時のバッテリー電圧が予め定められた所定値を上回る場合に、前記エンジン始動操作スイッチの始動操作により、前記バッテリー保護リレーに接点の閉作動を指示するとともに、前記セルモータリレーに接点の閉作動を指示する、
    　エンジン始動用バッテリーの保護装置。
  2. 　前記制御ＥＣＵは、前記バッテリー保護リレーに接点の閉作動を指示した後、予め定められた作動遅れ時間の経過後に、前記セルモータリレーに接点の閉作動を指示する、
    　請求項１に記載のエンジン始動用バッテリーの保護装置。
  3. 　前記バッテリー保護リレーと前記セルモータリレーとの間に設けられる電力線上に定格電流を超える過電流によって溶断するヒューズを更に備えた、
    　請求項１又は２に記載のエンジン始動用バッテリーの保護装置。
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