JPH0549519U - 内燃機関搭載車両用の電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 内燃機関搭載車両用の電源装置であって、バ
ッテリ上がりにより機関始動不能となるおそれを低減す
る。 【構成】 車両搭載のオルタネータにより充電される主
バッテリ１に対し、当該主バッテリ１の側からダイオー
ド４により充電可能なように補助バッテリ２を設ける。
キースイッチ３の出力電圧Ｖを監視し、所定のしきい値
を下回ったときには、比較器６の検出出力によりスイッ
チング素子７をオンとし、リレー５に通電してその常開
接点５１を閉じさせ、補助バッテリ２からキースイッチ
３を介し、各種電装品群やスタータに電力を供給する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、内燃機関を搭載する車両用の電源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

内燃機関を搭載する自動車両用の電源装置における電源は、周知の通り、充電 可能なバッテリ（通常、鉛蓄電池）であり、機関が運転しているときには当該機 関によって駆動される発電機の発電エネルギによって車両搭載の各種電装品類が 駆動される外、バッテリの充電も行われるが、機関始動時のスタータ（セルモー タ）を駆動させるエネルギは、専らバッテリから得るしかない。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

そのため、いわゆるスモールランプとか室内灯等を消し忘れて車両を放置して おくと、知らない中にバッテリが「上がって」しまい、次に乗ろうとしたときに 機関始動不能となって、大変に困ることがある。にもかかわらず、従来、このた めの対策として十分考えられたものはなく、せいぜい、搭載するバッテリに大容 量のものを使うといった程度であった。 本考案はこの点に鑑み、内燃機関を搭載する車両用の電源装置として、こうし た始動不能等のおそれを極力低減し得る装置の提供をその目的としてなされたも のである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

本考案は上記目的を達成するため、通常、車両に搭載されているバッテリを主 バッテリとし、これとは別に補助バッテリを設ける。ただし、この補助バッテリ は、通常の場合、主バッテリの側から充電可能なように、主バッテリから見て順 方向となるダイオードにより接続する。 その上で、キースイッチの出力側でバッテリ電圧を監視し、当該バッテリ電圧 が所定のしきい値電圧値を下回ったことを検出する比較回路を設け、また、この 比較回路の出力に基づいて上記のダイオードを短絡し、補助バッテリからキース イッチを介して給電を行うようにするバッテリ切換え回路とを設ける。 さらに、本考案の別な態様によれば、比較回路は、上記の所定のしきい値を第 一のしきい値とするなら、この第一のしきい値よりも高い第二のしきい値を有す るように構成し、バッテリ電圧が第一のしきい値下回ったことを検出した後、第 二のしきい値を越えるまでに回復したときには、比較回路から第二の検出出力を 生じさせ、バッテリ切替回路をしてダイオードの短絡を解かせる。

【０００５】

【実施例】

図１には、本考案にしたがって構成された、内燃機関搭載車両用電源装置の一 実施例を含む要部の回路構成が示されている。本考案では、これまでの車両に搭 載されているバッテリ１を主たるバッテリ１とするならば、これに加えて、補助 バッテリ２を新たに設ける。この補助バッテリ２も充電可能な二次電池である必 要があるが、その容量は、以下に述べる動作からして理解されるように、主バッ テリ１に比せばかなり小型なもので良い。

【０００６】 しかるに、既存公知の構成で良いキースイッチ（イグニッションスイッチ）３ が接点３１の位置に回されると、この接点位置３１はいわゆる「オン位置」であ り、図示していないが主バッテリ１からこの接点３１を介し、点火装置を含む車 両搭載の各種電装品群への給電が行われる。この位置からさらにキースイッチ３ が「スタート位置」に回されると、接点３１のみならず、接点３２にも主バッテ リの出力電力が供給される状態となり、当該接点３２から図示していないスター タ（セルモータ）にも給電されて、この車両に搭載されている内燃機関の始動が 図られる。

【０００７】 本考案では、キースイッチ３が少なくともオンとされているとき、すなわち、 接点３１のみに付けられているか、スタータ始動同時において接点３１に加えて 接点３２にも付けられているときには、当該キースイッチ３の出力側において主 たるバッテリ１のバッテリ電圧Ｖを監視する。その結果、当該主バッテリ１の電 源電圧が許容し得る最低の電圧値として定められている設定下限値以下であった 場合には、バッテリ切替回路を稼働し、補助バッテリ２からの給電を図る。これ により、キースイッチ１の出力側電圧Ｖが所定の電圧値以上にまで回復した場合 には、再び主バッテリ１からのみの給電を受けるようにする。こうした動作の詳 細は以下の通りである。

【０００８】 本考案により追加された補助バッテリ２は、主たるバッテリ１から見て順方向 となるダイオード４により、当該主たるバッテリ１の側からのみ、充電可能なよ うに接続されている。したがって、図示していないが、車両搭載のオルタネータ の出力により、公知既存の回路構成と同様、主バッテリ１が充電される回路が組 まれていて良く、主バッテリ１が満充電であって、仮に補助バッテリ２の方が放 電状態にあれば、オルタネータ発電出力により、主バッテリの出力からダイオー ド４を介し、補助バッテリ２は充電を受けることができる。もちろん、このとき には、図中でダイオード４の両端に接続されている常開リレー接点５１は開いた ままである。

【０００９】 キースイッチ３が操作され、少なくとも接点３１に対し、バッテリ１の出力電 圧が印加される状態になると、当該接点３１の側での電圧Ｖは、抵抗１２，１３ の分圧回路により分圧された電圧Ａとなって比較器６の逆相入力に印加される。 その一方で、抵抗１４，１５，１６とトランジスタ８，９による電子スイッチ回 路がオンとなり、補助バッテリ２の出力電圧をツェナダイオード２３で一定電圧 にクランプした後、抵抗１０，１１で分圧した基準電圧Ｂが比較器６の正相入力 に印加される。

【００１０】 したがって、入力電圧Ａが基準電圧Ｂよりも大きい場合（Ａ＞Ｂ）には、比較 器６の出力はローレベルを維持するため、この場合、ｎｐｎトランジスタとして 示されているスイッチング素子７はドライブされず、このスイッチング素子７に より選択的に駆動されるリレー５も通電されることはないので、キースイッチ３ の接点３１から各種電装品群への給電や、接点３２からスタータへの給電も、主 バッテリ１からのみ行われる。これは、従前の車両におけると実質的に同じ状態 である。

【００１１】 しかし、キースイッチ３が接点３１に付けられたとき、あるいはその後さらに スタート位置にまで回されて接点３１，３２の双方に付けられたとき、接点３１ の側での主たるバッテリ１の出力電圧Ｖを分圧した電圧Ａが基準電圧Ｂを下回る （Ａ＜Ｂ）と、比較器６の出力がハイレベルとなり、抵抗１９，２０を介しベー ス電流が与えられてスイッチング素子７がオンとされ、リレー５に通電されるの で、その常開リレー接点５１が閉じられる。これにより、ダイオード４は短絡さ れ、接点３１から点火装置を含む各種電装品群への電力供給や、接点３２からス タータへの電力供給は、補助バッテリ２から行われることになる。

【００１２】 このようにして、主バッテリ１の電圧低下が補われ、機関始動不能のおそれは 大いに低減されるが、同時にまた、このような補助バッテリ２のバックアップに より、接点３１の出力電圧Ｖは回復傾向となる。本考案では、当該電圧Ｖが所定 の値以上にまで回復したときには、再び主バッテリ１からのみ、電力を供給する モードに切り替えるようになっている。

【００１３】 すなわち、比較器６には、公知の帰還抵抗１８により、いわゆるヒステリシス 特性が持たされており、上記のように比較器出力をハイレベルに遷移させるに際 しての基準電圧ＢをＢ＝Ｂ₁ とするならば、一旦、当該比較器６の出力がハイレ ベルになった後、これをローレベルに遷移させるための比較しきい値となる基準 電圧Ｂ₂ は、Ｂ₂ ＞Ｂ₁ に設定することができる。

【００１４】 理解のため、具体的な値を挙げてみると、一般に車両搭載のバッテリ電圧が最 も低下するのは言うまでもなくスタータの駆動時であるが、いわゆる１２Ｖ車で は、少なくとも６Ｖ以上あれば、一応、始動可能である。そこで、第一の基準電 圧Ｂ＝Ｂ₁ は、抵抗分圧前の接点３１における電圧Ｖに換算して６Ｖに選択でき る。その一方、バッテリ電圧が回復傾向に入り、その電圧値が９Ｖを越えれば、 以降はオルタネータの発電出力による充電に任しても安心なので、第二の基準電 圧Ｂ₂ は、同様に抵抗分圧前の接点３１における電圧Ｖに換算して当該９Ｖに選 部ことができる。換言すれば、このようなしきい値関係が満たされるように、抵 抗値１０，１１に対し帰還抵抗１８の値を決めることができる。

【００１５】 このようにすると、図２に示されるように、接点３１における電圧Ｖが、公称 １２Ｖ、実際には１３Ｖ強を満たしているときから、低下傾向に入り、６Ｖを下 回ると、既述した比較器６を含む比較回路が主バッテリ電圧の低下を検出し、リ レー５を稼働して常開接点５１を閉じさせ、補助バッテリ２からの給電を図る。 これにより、当該接点３１の電圧Ｖが上昇傾向に入り、やがて９Ｖを越えるよう なことがあると、比較器６を含む比較回路はスイッチング素子７をターンオフし てリレー５の励磁をとき、常開接点５１を定常位置に復帰させるので、当該接点 ３１を介しての各種電装品群への給電は再び主バッテリ１からのみ行われ、補助 バッテリ２は逆にダイオード４を介し、充電可能な状態となる。 明らかなように、この実施例では、抵抗１０〜１３，抵抗１８，比較器６が比 較回路を構成し、スイッチング素子７、リレー５、その常開接点５１がバッテリ 切替回路を構成している。

【００１６】 ただし、図２に示したようなヒステリシス特性は、あれば望ましい構成であっ て、本考案の最も基本的な態様を満たすだけで良いならば、比較器６がヒステリ シス特性を持っていることは必須ではなく、したがって上述した第一、第二のし きい値Ｂ₁ ，Ｂ₂ は等しくても良い。

【００１７】 なお、抵抗１４，１５，１６、トランジスタ８，９から成る電子スイッチ回路 は、明らかなように、キースイッチ１がオンとなっているときのみ、比較回路へ の給電を行わせ、オフ位置にあるときには補助バッテリ２からの無駄な電力消費 を防ぐために設けられたものである。そのため、図中において、ツェナダイオー ド２３により一定電圧にクランプされている電圧線路から比較器６の電源が取り 出されている。

【００１８】 もちろん、スイッチング素子７等についても、図示のバイポーラトランジスタ に代え、他の半導体スイッチング素子を用いての設計も可能である。そして、補 助バッテリの容量は、上記動作から明らかなように、緊急時に相対的に短い時間 だけ、大電力を供給できれば良く、通常は使用せずに、むしろ充電可能な状態に 置くことができるので、主バッテリ１に比せば十分に小型なもので足りる。既存 の車両スペースでも、十分に搭載余地がある。また、コンデンサ２１，２２は、 電源電圧の変動に対して電圧値Ａ，Ｂを安定化させる平滑用である。

【００１９】

【考案の効果】

本考案によると、主バッテリの電圧が低下し、それのみではスタータを駆動で きないような場合にも、補助バッテリからのバックアップを行うことができ、車 両のランプ類を消し忘れていたがために機関の始動ができないといった不都合を 低減できる。 また、バッテリ電圧が回復した場合には、自動的に補助バッテリを充電可能な 状態に戻すことができるので、主バッテリも補助バッテリも、共に長持ちさせる ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に従って構成された電源装置の一実施例
を含む要部の構成図である。

【図２】図１に示される電源装置の動作に関する説明で
ある。

【符号の説明】

１ 主バッテリ， ２ 補助バッテリ， ３ キースイッチ， ４ ダイオード， ５ リレー， ６ 比較器， ７ スイッチング素子， ８ スイッチング素子， ９ スイッチング素子， ２３ ツェナダイオード， ３１ キースイッチのオン接点， ３２ キースイッチのスタート接点， ５１ 常開リレー接点， Ｖ バッテリ電圧， Ａ バッテリ分圧電圧， Ｂ 基準電圧．

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 キースイッチのオン位置を介して車両搭
   載の電装品群への給電を行い、スタート位置を介してス
   タータへの給電も行う一方で、該スタータにより始動さ
   れた内燃機関によって駆動されるオルタネータの発電出
   力で充電可能なバッテリを有する内燃機関搭載車両用の
   電源装置であって；上記バッテリを主バッテリとし；該
   主バッテリの他に補助バッテリを設け；該補助バッテリ
   は、上記主バッテリから見て順方向となるダイオードを
   介して充電可能なように接続する一方で；上記キースイ
   ッチの出力側でバッテリ電圧を監視し、該電圧が所定の
   しきい値電圧値を下回ったことを検出する比較回路と、
   該比較回路の出力に基づき上記ダイオードを短絡し、上
   記補助バッテリから上記キースイッチを介して上記給電
   を行うようにするバッテリ切換え回路とを設けたこと；
   を特徴とする内燃機関搭載車両用の電源装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の電源装置であって；上
   記比較回路は、上記所定のしきい値を第一のしきい値と
   し、該第一のしきい値よりも高い第二のしきい値を有し
   ており、上記バッテリ電圧が第一のしきい値下回ったこ
   とを検出した後、該バッテリ電圧が該第二のしきい値を
   越えたときには第二の検出出力を生じ；上記バッテリ切
   替回路は、該比較回路からの該第二の検出出力により、
   上記ダイオードの短絡を解くこと；を特徴とする電源装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の電源装置であ
   って；上記キースイッチの出力側にバッテリ電圧が現わ
   れているときにのみ、上記比較回路及びバッテリ切換え
   回路に稼働電力を供給する電子スイッチ回路を有するこ
   と；を特徴とする電源装置。