(57)【要約】【課題】電池電源でエンジンを始動させるにあたり、長時間の大電流の流出を防止し得るエンジン始動装置及びエンジン始動方法を提供する。【解決手段】エンジンスタータＳにスタータ電流を供給するエンジン始動装置１であって、電池電源２と、電池電源２とエンジンスタータＳとの間に設けられ、通電開始時から所定時間経過後にまだスタータ電流が流れ続けている場合に、このスタータ電流の供給を制限する制御手段３と、を備える構成とした。【選択図】      図１
2006183632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンスタータにスタータ電流を供給するエンジン始動装置であって、
電池電源と、
この電池電源とエンジンスタータとの間に設けられ、通電開始時から所定時間経過後にまだスタータ電流が流れ続けている場合に、このスタータ電流の供給を制限する制御手段と、
を備えたことを特徴とするエンジン始動装置。
【請求項２】
前記制御手段はＰＴＣサーミスタからなることを特徴とする請求項１に記載のエンジン始動装置。
【請求項３】
前記電池電源と、前記制御手段と、先端に接続用のクリップが設けられた通電用の電力ケーブルとを一体に備えた携帯用装置として構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエンジン始動装置。
【請求項４】
エンジンスイッチのＯＮ操作により電池電源からエンジンスタータにスタータ電流を供給するエンジン始動方法であって、
前記エンジンスイッチのＯＮ操作の時間が所定時間以内のときは、前記電池電源から供給される電流をスタータ電流として許容し、前記所定時間経過後にまだエンジンスイッチのＯＮ操作がなされているときは、前記スタータ電流の供給を制限することを特徴とするエンジン始動方法。
【請求項５】
ＰＴＣサーミスタを用いて前記スタータ電流の供給を制限することを特徴とする請求項４に記載のエンジン始動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン始動装置及びエンジン始動方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両のエンジンを始動させるにあたり、エンジンと機械的に接続するエンジンスタータを回転駆動させるためには、車種にもよるが通常１００アンペア（Ａ）以上の大電流が必要であり、これがバッテリ容量の大型化、つまりバッテリ形状の大型化やバッテリの重量の増加を招く主な要因となっており、車載のバッテリにおいては設置スペースの確保の問題や車重増加の問題につながることになる。
【０００３】
このバッテリの形状の大型化や重量の増加の問題は、特に、車載のバッテリが放電して、いわゆるバッテリあがりとなったときなどに非常用として使用される携帯式のバッテリにおいて、使用者の持ち運び性に大きく影響するものである。
【０００４】
一方、特許文献１には、バッテリ容量が減少した場合であっても容易にエンジンスタータを駆動させることを目的として、バッテリとエンジンスタータとの間に大容量コンデンサを介在させ、エンジン始動時にはこの大容量コンデンサの蓄電容量を利用してエンジンスタータに電流を供給する技術が記載されている。
【特許文献１】特開平２−１７５３５０号公報（第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般の車両では、運転席周りに設けられたキースイッチをＯＮ操作することで、バッテリからエンジンスタータに電流を供給する構造であり、本来であればキースイッチのＯＮ操作によりエンジンスタータが回転駆動してから概ね３秒以内でエンジンが始動する。換言すれば、大電流の供給源としてバッテリに要求される時間は概ね３秒以内で足りる。本発明者は、この短時間の通電という点に着目し、エンジンスタータの回転駆動に要するスタータ電流に対して、定格容量の極端に小さいバッテリを用いても（例えばスタータ電流３００Ａに対して３０Ａの定格電流のバッテリを用いた場合等）、短時間の通電であればさほどバッテリに影響がないことを試験により既に確認している。これによれば、バッテリの小型化及び軽量化が図れ、携帯式のバッテリに適用した場合には、使用者の持ち運び性に優れることとなる。
【０００６】
しかしながら、エンジンスタータがロック状態になった場合等、何らかの理由により、スタータ電流が流れているにも関わらずエンジンスタータが短時間で回転駆動しないとき、使用者はキースイッチを長時間にわたりＯＮ操作し続けることが想定され、この場合、定格容量の極端に小さいバッテリにおいては、バッテリから流れる電流が大電流（過電流）たるスタータ電流として長時間流れ続ける結果、自ら流す電流によりバッテリ自身が損傷するおそれがある。
【０００７】
なお、前記特許文献１においてはその発明の効果の欄に、「大容量コンデンサの付加によりエンジン始動時にはバッテリの蓄電量に依存することが少なくなるので、車両の設計に際して搭載するバッテリ容量を従来より減少させ得る」旨が記載されているが、この特許文献１に記載の技術においても、長時間の通電によるバッテリの損傷の問題は解決されない。
【０００８】
本発明はこのような課題を解決するために創案されたものであり、バッテリ（電池電源）でエンジンを始動させるにあたり、長時間の大電流の流出を防止し得るエンジン始動装置及びエンジン始動方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するため、本発明は、エンジンスタータにスタータ電流を供給するエンジン始動装置であって、電池電源と、この電池電源とエンジンスタータとの間に設けられ、通電開始時から所定時間経過後にまだスタータ電流が流れ続けている場合に、このスタータ電流の供給を制限する制御手段と、を備えたことを特徴とするエンジン始動装置とした。
【００１０】
このエンジン始動装置によれば、電池電源から大電流が長時間流れることがないので、定格容量の小さい電池電源であってもその損傷が防止される。
【００１１】
また、本発明は、前記制御手段はＰＴＣサーミスタからなることを特徴とするエンジン始動装置とした。
【００１２】
このエンジン始動装置によれば、簡易な構造となり、経済的なエンジン始動装置となる。また、スタータ電流の大小に追従して電流の供給を確実に制限する。
【００１３】
また、本発明は、前記電池電源と、前記制御手段と、先端に接続用のクリップが設けられた通電用の電力ケーブルとを一体に備えた携帯用装置として構成されていることを特徴とするエンジン始動装置とした。
【００１４】
このエンジン始動装置によれば、定格容量の小さい電池電源で済むことから、小型化及び軽量化が可能となり、持ち運び性に優れた携帯用装置となる。また、制御手段がＰＴＣサーミスタである場合、車両、船舶等の様々なエンジンスタータのスタータ電流に対し、その大小に追従して電流の供給を制限するので、適合対象の広い携帯用装置となる。
【００１５】
また、本発明は、エンジンスイッチのＯＮ操作により電池電源からエンジンスタータにスタータ電流を供給するエンジン始動方法であって、前記エンジンスイッチのＯＮ操作の時間が所定時間以内のときは、前記電池電源から供給される電流をスタータ電流として許容し、前記所定時間経過後にまだエンジンスイッチのＯＮ操作がなされているときは、前記スタータ電流の供給を制限することを特徴とするエンジン始動方法とした。
【００１６】
このエンジン始動方法によれば、使用者がエンジンスイッチをＯＮ操作し続けた場合であっても、電池電源から大電流が長時間流れることがないので、定格容量の小さい電池電源であってもその損傷が防止される。
【００１７】
また、本発明は、ＰＴＣサーミスタを用いて前記スタータ電流の供給を制限することを特徴とするエンジン始動方法とした。
【００１８】
このエンジン始動方法によれば、スタータ電流の大小に追従して電流の供給を確実に制限する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、電池電源から大電流が長時間流れることがないので、定格容量の小さい電池電源であってもその損傷が防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は本発明に係るエンジン始動装置の構成を示す回路図である。エンジン始動装置１は、エンジンスタータＳにスタータ電流を供給するものであり、電池電源（バッテリ）２と、電池電源２とエンジンスタータＳとの間に設けられ、通電開始時から所定時間経過後にまだスタータ電流が流れ続けている場合に、このスタータ電流の供給を制限する制御手段３と、を備える。電池電源２は例えば鉛蓄電池である。
【００２１】
エンジンスタータＳについては公知のため、ここでは一般的な構造について簡単に説明すると、エンジンスタータＳは、内部のソレノイドコイルに電流が流れることにより、セルモータ（エンジンスタータモータ）に電流が流れ、その出力軸がエンジンのクランク軸と機械的に接続して回転し、エンジンを始動させるものである。このエンジンの始動までに要する時間が前記したように通常では概ね３秒以内程度である。なお、本発明において「エンジンスタータ」とは具体的に前記セルモータを意味する。セルモータの出力軸の初期の回転駆動には大電流を要し、本発明ではこれをスタータ電流というものとする。
【００２２】
図１において、電池電源２とエンジンスタータＳとの間に介在するエンジンスイッチ４は、例えば運転席周りに設けられたキースイッチであり、手で回し続けている間は電池電源２とエンジンスタータＳとを通電させる。本来であれば、キースイッチを回してエンジンスタータＳが回転駆動してから概ね３秒以内程度でエンジンが始動するので、その段階でキースイッチから手を離すことで回路が遮断され、電池電源２から大電流が長時間流れることはない。しかし、エンジンスタータＳがロック状態になった場合等、何らかの理由により、スタータ電流が流れているにも関わらずエンジンスタータＳが回転駆動しないとき、使用者はキースイッチを長時間にわたり回し続けることが想定され、この場合、定格容量の極端に小さい電池電源２においては、大電流が長時間流れ続けることにより電池電源２が損傷するおそれがあることは既述した通りである。
【００２３】
このような問題に対し、前記制御手段３は、使用者がキースイッチを回してから所定時間、例えば３秒程度までは、電池電源２から供給される電流をそのままスタータ電流として流し、その後にまだ使用者がキースイッチを回している場合には、電池電源２から流れるスタータ電流の供給を制限する機能を担う。この制御手段３を設ける構成とすれば、電池電源２から大電流が長時間流れることがないので、電池電源２の損傷が防止される。
【００２４】
本実施形態では、制御手段３をＰＴＣサーミスタ（ＰＴＣ：Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）から構成している。ＰＴＣサーミスタはエンジンスタータＳに対して直列に接続される。ＰＴＣサーミスタは、図２（ａ）（ＰＴＣサーミスタにおける素子温度と素子抵抗の関係を示すグラフ）に示すように、素子温度がある温度より上昇すると、急激に抵抗値が上昇する特性を有する公知の素子である。また、図２（ｂ）は、電流値を変えたときのＰＴＣサーミスタにおける通電時間と素子抵抗の関係を示すグラフであり、例えば４００Ａ、３００Ａ、２００Ａのときにそれぞれ２．５秒、３秒、３．５秒経過した時点で抵抗値が急激に上昇する様子を示している。
【００２５】
したがって、図１においてエンジンスイッチ４をＯＮにすると、はじめの段階ではＰＴＣサーミスタの抵抗が低いため、電池電源２からスタータ電流としてそのままエンジンスタータＳに供給されるが（この場合のＰＴＣサーミスタのインピーダンス成分は無視するものとする）、次第にＰＴＣサーミスタが発熱していき、ある温度まで上昇した時点で急激に抵抗値が上昇することにより、スタータ電流の供給が制限される。仮にエンジンスタータＳのスタータ電流に変動がなく一定電流で流れたとすると、例えば図２（ｂ）に示したように、４００Ａである場合には２．５秒後にスタータ電流の供給が制限され、３００Ａである場合には３秒後に制限され、２００Ａである場合には３．５秒後に制限される。スタータ電流が変動した場合であっても、その変動分に応じて上昇温度が変化し、所定時間経過後にはスタータ電流が制限されることとなる。
【００２６】
このように、制御手段３としては、エンジンスタータＳのスタータ電流の大小に応じてその供給を制限する時間（通電開始時からの所定時間）を変化させる構成、つまり、スタータ電流の大小に追従してスタータ電流の供給を制限することが望ましく、本実施形態のように、ＰＴＣサーミスタから構成することで、容易に達成できるものである。
【００２７】
図３は電流値と通電時間との関係において、電池電源２の損傷分布線（実線）、ＰＴＣサーミスタにおける抵抗値の急上昇点の分布線（破線）、ヒューズの溶断分布線（１点鎖線）を示すグラフである。図では、電池電源２の損傷分布について例えば３００Ａの電流が５秒以上流れた場合に電池電源２が損傷する様子を示している。ここで、ヒューズは基本的に保護対象に対する最大負荷電流を考慮して決定されるものであり、最大負荷電流よりも小さな負荷電流での長時間の通電には溶断しにくいという特性がある。図では、２００Ａの電流のときに、電池電源２の損傷分布線とヒューズの溶断分布線が交差しており、これは電流が２００Ａ以下であるときには、ヒューズが溶断する前に電池電源２が損傷することを示している。
【００２８】
これに対して、ＰＴＣサーミスタにおいては、その急上昇点の分布線を常に電池電源２の損傷分布線以下に位置させることができるので、いかなるスタータ電流値でも電池電源２を保護できることとなる。そして、図１におけるエンジンスイッチ４がＯＦＦになれば、ＰＴＣサーミスタの素子温度が下がり、元の抵抗値に戻るため、ヒューズのように交換する必要がない。
【００２９】
このように、制御手段３において「スタータ電流の供給を制限する」とは、当該制限機能としてＰＴＣサーミスタのように再現性を有するものを言い、本発明では、溶断することでスタータ電流を完全に遮断する、つまり再現性を有さないヒューズは含まないものとする。
【００３０】
以上のように、図１において、電池電源２と、電池電源２とエンジンスタータＳとの間に設けられ、通電開始時から所定時間経過後にまだスタータ電流が流れ続けている場合に、このスタータ電流の供給を制限する制御手段３と、を備えるエンジン始動装置１とすれば、電池電源２から大電流が長時間流れることがないので、定格容量の小さい電池電源２であってもその損傷が防止される。また、スタータ電流の供給を制限するにおいて再現性を有するので、制御手段３としてヒューズのように交換する必要がない。
【００３１】
また、制御手段３をＰＴＣサーミスタから構成することで、簡易な構造となり、経済的なエンジン始動装置１となる。そして、エンジンスタータＳのスタータ電流の大小に応じてその供給を制限する時間（通電開始時からの所定時間）を変化させるので、エンジンスタータＳのいかなるスタータ電流値に対しても電池電源２を確実に保護できる。
【００３２】
さらに、エンジン始動装置１を、図４に示すように、電池電源２と、制御手段３と、先端に接続用のクリップ６が設けられた通電用の電力ケーブル５とを一体に備えた携帯用装置として構成すれば、定格容量の小さい電池電源２で済むことから、小型化及び軽量化が可能となり、持ち運び性に優れる。なお、図では制御手段３をＰＴＣサーミスタとして電池電源２の筐体内に設けた場合を示しているが、電力ケーブル５の経路に設けてもよい。また、制御手段３がＰＴＣサーミスタである場合、車両、船舶等の様々なエンジンスタータＳのスタータ電流値に対して、その供給を制限する時間を変化させることで容易に対応できるので、適合対象の広い携帯用装置となる。
【００３３】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は車両の他、前記した船舶等のエンジンを始動させるにおいても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係るエンジン始動装置の構成を示す回路図である。
【図２】（ａ）はＰＴＣサーミスタにおける素子温度と素子抵抗の関係を示すグラフであり、（ｂ）は、電流値を変えたときのＰＴＣサーミスタにおける通電時間と素子抵抗の関係を示すグラフである。
【図３】電流値と通電時間との関係において、電池電源の損傷分布線、ＰＴＣサーミスタにおける抵抗値の急上昇点の分布線、ヒューズの溶断分布線を示すグラフである。
【図４】エンジン始動装置を携帯用装置とした場合の外観斜視図である。
【符号の説明】
【００３５】
１      エンジン始動装置
２      電池電源
３      制御手段
４      エンジンスイッチ
５      電力ケーブル
【図１】
2006183632.tif 000003
【図２】
2006183632.tif 000004
【図３】
2006183632.tif 000005
【図４】
2006183632.tif 000006