JPH04106879A - 補助バッテリ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、自動車等の内燃機関の補助電源となる新規な
補助バッテリに関する。

【従来技術】

従来、自動車等の電気系統には主バッテリが１台だけし
か搭載されていなかった。 このため、バッテリ上がりを生じた時には、他の自動車
の発電機の援助により、エンジンの始動を行うか、バッ
テリを新しいものと取り替えていた。

【発明が解決しようとする課！】

又、寒冷時においては、バッテリ液は充分に充電された
ものであっても、給電能力が低く、エンジンの始動が出
来ずに、バッテリを完全１ご放電させてしまうという問
題があった。 本発明は上記課題を解決するために成されたものであり
、その目的は、バッテリ上がり時や寒冷時にエンジンの
始動が困難な場合にも、エンジンの自らの始動を可能と
することである。

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するための発明の構成は、主バッテリの
電極と並列に接続された電極を有し、バッテリ液の充填
及び抜取りが可能な補助バッテリと、補助バッテリを使
用しない時には、補助バッテリに対するバッテリ液を貯
蔵するタンクと、タンクと補助バッテリとの間に配設さ
れ、補助バッテリの使用時には、タンクからバッテリ液
を補助バッテリに移動させ、補助バッテリを使用しない
時には、バッテリ液を補助バッテリからタンクに戻すバ
ッテリ液移動制御手段とを備えたことである。

【作用】

通常の場合には、補助バッテリには電極だけが存在し、
バッテリ液は満たされていない。この補助バッテリのた
めのバッテリ液は別のタンクに保管されている。そして
、主バッテリだけで、エンジンが起動されると共に電気
系統に対して給電される。このように、通常時には、補
助バッテリのバッテリ液はその電極と分離されているの
で、自己放電が防止され、バッテリ液の電荷蓄積能力が
低下することがない。 一方、主バッテリだけでは、エンジンの始動が困難とな
った場合、たとえば、寒冷時の始動等や主バッテリのバ
ッテリ上がり等の場合には、バッテリ液移動制御手段に
より、タンクから補助バッテリにバッテリ液が充填され
る。補助バッテリは主バッテリとそれぞれの電極が並列
に接続されているので、この補助バッテリに充填された
バッチＵ　Ｍにより、エンジンの起動が可能となる。エ
ンジンが起動されると、発電機により補助バッテリ及び
主バッテリに充電される。補助バッテリのバッテリ液が
充分に充電されたならば、バッテリ液移動制御手段によ
り、補助バッテリのバッテリ液はタンクに戻されて保管
される。 このようにして、常時、補助バッテリのバッテリ液は充
電された状態で、その電極とは別に保管されるため、自
己放電することがなく、したがって、何時、主バッテリ
がバッテリ上がりを生じても使用することが可能となる
。

【実施例】

以下、本発明を具体的な一実施例に基づいて説明する。 第１図及び第２図は本発明の具体的な一実施例に係る自
動車に搭載される補助バッテリ装置の構成を示した図で
ある。 主バッテリ１にはバッテリ液が充填されている。 その負電極１１は車体にアースされ、その正電極１２に
は、イグニッションスイッチ１３を介して電気回路が接
続されている。 代表的な電気回路として、スタータスイッチ１４とリレ
ー１５とリレー接点１６とスタータ１７と発電機１８と
整流回路１９とレギュレータ２０とが示されている。 又、補助バッテリ２の負電極２１、正電極２２は、それ
ぞれ、主バッテリ１の負電極１１、正電極１２と電気的
に接続されている。 タンク３は、補助バッテリ２と並列の位置に配設されて
おり、補助バッテリ２のための充分に充電されたバッテ
リ液を貯蔵している。 次に、バッテリ液移動制御手段について説明する。 タンク３には補助バッテリ２に到るバイブ３１が接続さ
れており、そのパイプ３１の中間にモータ３６により駆
動されるポンプ３４が配設されている。パイプ３１は、
ポンプ３４の正転によりタンク３からバッテリ液を補助
バッテリ２へ導き、ポンプ３４の逆転により補助バッテ
リ２内のバッテリ液を汲み上げてタンク３に戻すための
ものである。 このバイブ３１の一端は、第２図に図示するように、タ
ンク３の底部に接近した位置に開口しており、パイプ３
１の他端は補助バッテリ２の底部に接近した位置に開口
している。そして、バイブ３１は逆Ｕ字形状に立ち上が
り立ち下がる形状をしてふり、その頂部３１１はバッテ
リ液が完全に充填されたタンク３又は補助バッテリ２の
液面よりも高い位置に位置する。 また、タンク３と補助バッテリ２の上面から、両者を連
通ずるエアバイパスチューブ３５が設けられている。こ
のエアバイパスチューブ３５は、バッテリ液がタンク３
と補助バッテリ液２間で移動する時、バッテリ液の移動
が容易に行われるように空気の移動を行わせるためのも
のである。 バイブ３１を逆Ｕ字形状に構成し、その頂部３１１は最
高位置のバッテリ液面より高い位置にあるため、タンク
３から補助バッテリ２ヘバッテリ液を全て汲み出した状
態で、バイブ３１の補助バッテリ２側のバイブの液面は
、頂部３１１より下がり、タンク３側のバイブは空状態
となる。この結果、ポンプ３４が停止してもバッテリ液
は補助バッテリ２からタンク３側へ逆流することはない
。 同様に、補助バッテリ２からタンク３ヘバッテリ液を完
全に汲み戻した場合にも、バイブ３１内のバッテリ液は
同様な現象を示し、ポンプ３４が停止しても、バッテリ
液はタンク３から補助バッテリ２へ逆流することはない
。 また、バイブ３１のタンク３及び補助バッテリ２に対す
る開口部に近接した位置で、バイパスバイブ３３が配管
されており、そのバイパスバイブ３３にはマニュアル弁
３２が配設されている。 主バッテリ１がポンプ３４を回転できないほど放電した
状態の場合には、このポンプ３４によってはバッテリ液
を補助バッテリ２に汲み出すことができない。したがっ
て、この場合には、このマニュアル弁３２を手で開くこ
とで、タンク３のバッテリ液は、その液面が補助バッテ
リ２のバッテリ液の液面と等しくなる状態まで、補助バ
ッテリ２に重力により移動する。即ち、補助バッテリ２
には約半分だけバッテリ液が充填されることになる。こ
の半分だけ充填された補助バッテリ２により、ポンプ３
４を駆動することができ、タンク３から残りのバッテリ
液を完全に、補助バッテリ２に移動させることができる
。 次に、上記のバッテリ液移動手段の電気回路について説
明する。 （１）タンク３から補助バッテリ２ヘバッテリ液を移動
させるための回路 ポンプ３４を正転させるために、押ボタンスイッチで構
成された補助バッテリ照光スイッチ４１、フリップフロ
ップ回路（以下ｒＦＦ回路」と記す）　ＦＰＩ　、論理
回路ＡＮＤＩ、ドライバ４３が設けられている。 また、補助バッテリ２にバッテリ液を充填中である時に
は、スタータ１７の始動を禁止するために、リレーコイ
ル４４が論理回路ＡＮＤＩの出力とアース間に接続され
ており、そのリレーコイル４４で駆動されるリレー接点
４５がスタータ駆動回路に配設されている。 （２）補助バッテリ２からタンク３ヘバッテリ液を戻す
ための回路 補助バッテリ２からバッテリ液をタンク３へ戻す場合に
は、次の条件が成立した時に、自動的にモータ３６を逆
転するように制御される。 ■補助バッテリ２にバッテリ液が充填された後、所定の
時間Ｔが経過したこと。 ■補助バッテリ２の放電電流の累積値を補うだけの充電
が補助バッテリ２に対して行われたこと。 このような制御を行うために、Ｈレベル検出電極５０、
Ｌレベル検出電極５１、直流カレン））ランスフォーマ
（以下、「ＤＣＴ」と記す）５２、積分増幅器５３、コ
ンパレータ５４、論理回路ＡＮＤ２、ＦＦ回路ＦＰ２　
、タイマ５５、遅延回路５６が設けられている。 Ｈレベル検出電極５０は補助バッテリ２内のバッテリ液
が最高レベルを越えた、即ち、完全に充填された状態に
なったことを検出する電極であり、Ｌレベル検出電極５
１は補助バッテリ２内のバッテリ液が最低レベルを下回
った、即ち、空状態になったことを検出する電極である
。 また、ＤＣＴ　５２は、補助バッテリ２の正電極２２と
主バッテリ１の正電極１２を接続するリード２３を流れ
る電流を検出する電流検出器である。 また、補助バッテリ２内にバッテリ液が充填されている
ことを示すために、Ｈレベル検出電極５０とアース間に
照光ランプＬＥＤＩが配設されている。 次に、本補助バッテリ装置の作用について説明する。 （１）主バッテリ１による起動が可能な場合運転者はイ
グニッションスイッチ１３とスタータスイッチ１４を作
動させて、スタータ１７を起動する。スタータ１７が起
動され、エンジンが始動じた場合には、補助バッテリは
使用されない。 このような、通常の状態では、補助バッテリ２にはバッ
テリ液が充填されておらず、その充電されたバッテリ液
はタンク３に保存されている。 この状態で、Ｈレベル検出電極５０、Ｌレベル検出電極
５１の出力は共にＬレベルにあり、ＦＦ回路ＰＰ２、Ｆ
Ｆ回路ＦＦＩは共にクリアされているので、ドライバ４
３には駆動信号が入力することがなく、モータ３６は駆
動されない。 また、照光ランプＬＥＤＩも消灯状態である。 このように、補助バッテリ２はバッテリ液とその電極と
が分離された状態に保たれているので、バッテリ液の放
電が防止されている。 （２）主バッテリ１による起動が不可能な場合スタータ
１７が起動できない場合には、運転者は補助バッテリ照
光スイッチ４１を、第３図（Ｃ）に示すように、時刻ｔ
１において、オンとする。すると、第３図（社）に示す
ように、−Ｆ　Ｆ回路ＦＦＩはセット状態となる。また
、この時、Ｈレベル検出電極５０の出力はＬレベルにあ
るので、論理回路ＡＮＤＩの出力はＨレベルとなる。こ
れにより、ドライバ４３に正転指令信号が入力され、モ
ータ３６は正転駆動される。その結果、タンク３からバ
ッテリ液がパイプ３１を通って、補助バッテリ２に充填
される。補助バッテリ２にバッテリ液が完全に充填され
るき、Ｈレベル検出電極５０の出力は、第３図（ｊ）に
示すように、時刻ｔ２において、Ｈレベルとなる。する
と、論理回路ＡＮＤ１の出力は第３図げ）に示すように
遅延回路５７による若干の遅延時間の後、Ｌレベルに変
化し、ドライバ４３に対する正転指令が停止され、モー
タ３６の回転が停止する。遅延回路５７の第３図（ホ）
に示す遅延作用は、バッテリ液の充填後にＨレベル検出
電極５０の出力が自動車の振動によりチャタリングをし
ないように、検出レベルよりも若干多くバッテリ液を充
填させることである。 一方、補助バッテリ２の放電電流及び充電電流はＤ（”
Ｔ　５２で検出され、積分増幅器５３で符号を考慮した
積分演算が行われる。尚、積分増幅器５３はＬレベル検
出電極５１゛の出力がＬレベルの時にはクリアされてい
るので、補助バッテリ２にバッテリ液が充填開始された
時から、放電及び充電電流の積分値の演算を開始する。 その積分増幅器５３の出力は、第３図（ロ）に示すよう
になる。 補助バッテリ２にバッテリ液の充填が完了すると照光ラ
ンプＬＤＥＩは点灯し、補助バッテリが使用可能な状態
となる。尚、補助バッテリ２にバッテリ液が完全に充填
されるまでは、リレーコイル４４に通電され、リレー接
点４５は開状態を保持するので、スタータ１７の起動は
できない。 次に、運転者は照光ランプＬＤＥＩが点灯したのを確認
して、イグニッションスイッチ１３とスタータスイッチ
１４を作動させて、スタータ１７を起動する。補助バッ
テリ２により、スタータ１７の起動が可能となる。 （３）補助バッテリ２のバッテリ液の回収エンジンの始
動により、発電機１８が発電状態となると、補助バッテ
リ２はリード２３を介して充電電流が流れる。この結果
、積分増幅器５３の出力は、第３図０に示すように、徐
々に増加し、放電電流の累積値を充電電流の累積値が越
える。 即ち、凡そ、消費電力分の電力が充電されることになる
。コンパレータ５４の出力がＨレベルとなる時刻ｔ、て
この条件が満たされる。 また、Ｈレベル検出電極５０の出力がＨレベルとなった
時刻ｔ２から、所定時間Ｔがタイマ５５で計数され、タ
イマ５５の出力はその所定時間Ｔの経過後にＨレベルと
なる。 上記２条件（補助バッテリ２にバッテリ液が完全に充填
されてから所定時間Ｔが経過していること及び補助バッ
テリ２の消費電力が補充されたこと）が満たされると、
論理回路ＡＮＤ２の出力はＨレベルとなる。この２条件
が満たされた時刻１．において、ＦＦ回路ＦＦ２は第３
図（ｅ）に示すようにセット状態となり、ＦＦ回路ＦＦ
１をクリアすると共にドライバ４３に対して逆転指令信
号を出力する。 ドライバ４３はモータ３６を逆転させ、その結果、補助
バッテリ２のバッテリ液はタンク３に汲み戻きれる。バ
ッテリ液の汲み戻しが完了した時刻ｔ。 において、Ｌレベル検出電極５１の出力は第３図（ｉ）
に示すようにＬレベルとなる。この時刻ｔ４より遅延回
路５６による若干の遅延時間の後、ＦＦ回路ＦＦ２がク
リアされ、ドライバ４３に対する逆転指令が停止される
。これにより、モータ３６の逆転が停止され、補助バッ
テリ２からのバッテリ液の汲み戻しが完了する。 Ｌレベル検出電極５１の出力がＬレベルになった時に、
直ちに、モータ３６の逆転を停止すると、パイプ３１の
頂部３１１から補助バッテリ２側のバイブ３１とポンプ
３４に内に残留するバッテリ液が補助バッテリ２に戻り
、再度、Ｌレベル検出電極５１の出力がＨレベルになる
。このことを防止するために、遅延回路５６による遅延
時間だけポンプ３４を駆動させ、補助バッテリ２におけ
る液面をしきい値レベルより余分に低下させている。 このように、常に、タンク３には、充分に充電されたバ
ッテリ液が保存される。 （４）主バッテリ１でモータ３６が駆動できない場主バ
ッテリ１が完全に放電している場合には、モータ３６を
回転させて、バッテリ液をタンク３から補助バッテリ２
に移動させることができない。 この場合には、マニュアル弁３２が手で開かれる。する
と、タンク３内のバッテリ液は重力により補助バッテリ
２内に、タンク３と補助バッテリ２の液面が等しくなる
まで、移動する。この後、マニュアル弁３２は緒められ
る。 この約半分充填された補助バッテリ２の電力を使用して
、上述したように、補助バッテリ照光スイッチ４１をオ
ンさせることで、モータ３６を正転させることができる
。この結果、上述した作動により、タンク３内の残りの
バッテリ液を補助バッテリ２へ移動させることができる
。 その後、スタータ１７の起動が可能となる。 尚、上記実施例では補助バッテリ２内のバッテリ液の充
電の完了を検出して、バッチＩＪ　ｍを自動的にタンク
３に戻す構成としているが、マニュアルスイッチによる
運転者の指令によって、ポンプ３４を駆動するようにし
ても良い。 又、タンク３から補助バッテリ２にバッテリ液を移動さ
せる終期タイミングをＨレベル検出電極巨Ｏの出力で検
出しているが、タイマ等により時間設定で行っても良い
。 又、タンク３は補助バッテリ２に対して高い位置に設け
て、重力により移動させるようにしても良い。この場合
には、電磁弁によりタンク３と補助バッテリ２間のバッ
テリ液の移動を遮断させる。 又、補助バッテリ２の充放電を検出する［ｌＣＴ　５２
は、ホール素子等を利用した田の検出手段を用いても良
い。 又、上記の実施例は回路で構成されているが、マイクロ
コンビコータを用いても良い。 【発明の効果］ 本発明は、主バッテリと並列接続された補助バッテリと
、バッテリ液を貯蔵するタンクと、タンクと補助バッテ
リとの間に配設され、補助バッテリの使用時には、タン
クからバッテリ液を補助バッテリに移動させ、補助バッ
テリを使用しない時には、バッテリ液を補助バッテリか
らタンクに戻すバッテリ液移動制御手段とを設けたので
、主バッテリによりエンジンの始動が不可能な場合には
、補助バッテリにバッテリ液を充填することで、エンジ
ンを始動することができる。又、この補助バッテリのバ
ッテリ液は常に充分に充電された状態で、補助バッテリ
の電極とは分離して別のタンクに保存されているので、
自己放電が防止され、長く使用されない場合にでも、使
用が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の具体的な一実施例に係る補助バッテリ
装置の構成を示した構成図。第２図はその補助バッテリ
装置の外形を示した斜視図。第３図はその補助バッテリ
装置の動作を説明したタイミングチャートである。 １−生バッテリ　２−補助バッテリ ３−・・タンク ３１　゛パイプ　３２パマニュアル弁 ３４°°°ポンプ　３６−モータ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　主バッテリの電極と並列に接続された電極を有し、バ
   ッテリ液の充填及び抜取りが可能な補助バッテリと、 前記補助バッテリを使用しない時には、前記補助バッテ
   リに対するバッテリ液を貯蔵するタンクと、 前記タンクと前記補助バッテリとの間に配設され、前記
   補助バッテリの使用時には、前記タンクからバッテリ液
   を前記補助バッテリに移動させ、前記補助バッテリを使
   用しない時には、前記バッテリ液を前記補助バッテリか
   ら前記タンクに戻すバッテリ液移動制御手段とから成る
   補助バッテリ装置。