JPH06299937A - デュアルバッテリスイッチ回路 - Google Patents

デュアルバッテリスイッチ回路

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JPH06299937A
JPH06299937A JP5200967A JP20096793A JPH06299937A JP H06299937 A JPH06299937 A JP H06299937A JP 5200967 A JP5200967 A JP 5200967A JP 20096793 A JP20096793 A JP 20096793A JP H06299937 A JPH06299937 A JP H06299937A
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Thomas J Dougherty
トーマス・ジエイ・ダウガーテイ
John R Pierson
ジヨン・アール・ピアソン
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Globe Union Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 負荷装置３４に結合されたデュアルバッテリ
スイッチ回路１０を提供する。 【構成】 スイッチ回路１０は、一次バッテリ１６と、
二次バッテリ１７と、一次バッテリ１６から負荷装置３
４にエネルギを提供するために配置された回路１２と、
エネルギを負荷装置３４に提供する試みを感知するため
に配置されたコントローラ１４とを含んでいる。コント
ローラ１４は、負荷装置３４へのエネルギ提供が最初の
試みから所与の時間内に所定の回数試みられると、負荷
装置３４に対して二次バッテリ１７を一次バッテリ１６
に結合するように構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は一般に、デュアルバッテ
リ電力制御装置、特にデュアルバッテリを選択的に結合
する切換え装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】液が一部分又は完全に使い果たされてい
る自動車用バッテリはしばしば、自動車を始動させるの
に十分な電力を提供することができない。更には、ある
程度充電されたバッテリは、不利な環境条件下で自動車
を始動させるのに必要なクランキング力を提供すること
ができないことがあり得る。例えば非常に低温では、充
電したバッテリの電位は急激に低下し得、かくして電力
全体が低下する。例えば低温の気候では、普通の６セル
１２ボルトの自動車用バッテリの電圧は通常５〜７ボル
トまで低下する。このように電圧が低くなると、始動モ
ータに十分なクランキング力を提供できないことがあり
得る。その結果、エンジンは低速回転数で回転するかも
しれないし、全く回転しないかもしれない。
【０００３】始動モータに対する現在の高い要求によっ
て問題が生じたために、始動中の自動車用バッテリの電
力を増すことが試みられた。ある公知のアプローチで
は、始動時に余分の電力を提供するために補助バッテリ
が使用されているが、メインバッテリ液が排出している
間は孤立する。このような装置はＷｉｔｅｈｉｒａによ
るヨーロッパ特許公開第３９８，６９１号に開示されて
いる。この出願明細書では、補助バッテリは、自動車が
始動されるという指示に応答してメインバッテリと並列
に結合される。このアプローチの欠点はパワーブースト
が必要であろうとなかろうと、補助バッテリが始動時に
通電することである。
【０００４】この問題を解決するために、メインバッテ
リへの補助バッテリの結合を駆動する手動スイッチを提
供している装置もある。このようなアプローチはＫｌｅ
ｂｅｎｏｗ等による米国特許第５，００２，８４０号で
開示されている。このアプローチでは、オペレータは所
望するときはいつでも余分のバッテリを通電させること
ができる。しかしながら、このアプローチにも重大な欠
点がある。例えば手動スイッチはしばしば、過剰配線を
避けるために、フード下のような不都合な場所に配置さ
れている。更には、オペレータはいつ余分の電力が必要
なのかを常に知っているわけではない。
【０００５】このような多くの通電装置の他の欠点は、
通電中にメインバッテリと負荷装置とが開路することで
ある。回路は比較的短時間開いたままであり、それによ
って電圧が低下し、その後スイッチが閉鎖されると電圧
サージが生じ、そのため電力装置の電気部品にかなりの
摩耗が生じ得る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前述した内容を考慮す
ると、自動車用一次バッテリだけではエンジンを始動す
るのに十分な電力を提供できないときに、始動時に自動
車用一次バッテリの電力を増すことのできる電力制御装
置を提供することが望ましい。
【０００７】自動車用一次バッテリが十分なクランキン
グ力を提供できないときを感知可能であり、且つこのよ
うな場合に補助バッテリに自動的に“通電”させる回路
を有する電力制御装置を提供することが更に望ましい。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明のデュアルバッテ
リスイッチ回路の好ましい実施例は、負荷装置に結合さ
れたスイッチ回路を提供する。スイッチ回路は、一次バ
ッテリと、二次バッテリと、一次バッテリから負荷装置
にエネルギを提供するために配置された回路と、エネル
ギを負荷装置に提供する試みを感知するために配置され
たコントローラとを含んでいる。
【０００９】コントローラは、負荷装置へのエネルギ提
供が最初の試みから所与の時間内に所定の回数試みられ
ると、負荷装置に対して二次バッテリを一次バッテリに
結合するように構成されている。
【００１０】本発明の他の特徴によれば、本発明は負荷
装置に結合されたスイッチ回路を提供する。スイッチ回
路は一般に、一次バッテリと、二次バッテリと、一次バ
ッテリから負荷装置にエネルギを提供するために配置さ
れた回路とを含んでいる。スイッチ回路は更に、温度感
知のために配置されたコントローラを含んでいる。コン
トローラは更に、エネルギを負荷装置に提供する試みを
感知するために配置されている。負荷装置へのエネルギ
の提供が試みられると、また温度が所与のレベルを下回
ると、コントローラが負荷装置に対して二次バッテリを
一次バッテリに結合する。
【００１１】
【実施例】図１を参照として、自動車のＳＬＩ用の本発
明の一態様による遠隔-始動されたスイッチの入ったデ
ュアルバッテリシステム１０は、主要構成成分として、
図示の如く総て電気的に接続されている、一次バッテリ
１６と二次バッテリ１７を有するデュアルバッテリ１
１、スタータソレノイド１２、イグニションスイッチ１
３及びコントローラ１４を包含する。これらの構成成分
は、以後詳細に記載する予定条件下でのみ二次バッテリ
から電力を引き出すために協働する。
【００１２】デュアルバッテリ１１は、本明細書中参照
として含まれる米国特許第5,002,840号に記載のデュア
ル鉛酸バッテリまたは、同一若しくは異なる電圧及び型
の２種類の別個のバッテリを含み得る。ある自動車への
適用に関しては、１２及び２４または４８ボルトバッテ
リを使用すると都合が良く、４８ボルトバッテリに必要
により２４または４８ボルトバッテリの電流を１２Ｖに
転換するコンバータが備えられている。高電圧バッテリ
は、高電圧電流が必要なシートポジション調節モータな
どの車内の装置に給電するために使用し得る。
【００１３】一次及び二次バッテリ１６、１７の正端子
（termination）を接続する米国特許第5,002,840号の図
面に示されているマニュアルスイッチは、電気的に遠隔
-始動されるスイッチ２１と置き換えられる。スイッチ
２１は、金属-酸化物-半導体電界効果トランジスタ（Ｍ
ＯＳＦＥＴ）であるのが好ましいが、磁気-ラッチング
リレーまたは、リセット回路を備えたデュアル機能（２
-コイル）ソレノイドであってもよい。その回路が以下
詳細に記載されているスイッチ２１及びコントーラ１４
は、米国特許第5,002,840号に記載のバッテリカバーの
上端のキャビティを介してデュアルバッテリ１１に連絡
する単一モジュラーユニット中で結合され得る。スイッ
チ２１及びコントローラ１４は、デュアルバッテリ１１
が取り替えを必要とする場合には連絡を解除し、次いで
取り替えるバッテリに再接続し、各々の新しいバッテリ
にスイッチングメカニズムを作る必要性がない。コント
ローラ１４は、種々の自動車の機能を制御する車内コン
ピュータシステムの一部であってもよい。
【００１４】デュアルバッテリ１１の正の外部端子２２
は、ワイヤ等によりスタータソレノイド１２の接点２３
及びイグニションスイッチ１３のスイッチ２７に接続さ
れている。スイッチ１３は、スイッチ２６及び２７がノ
ーマリーオープンである場合、スイッチ２７と（協働し
て）同時に動作する第２のスイッチ２６も包含する。
【００１５】一次バッテリ１６と二次バッテリ１７の個
々の正の端子は、共通の正の端子２２と並列に接続され
る。一次バッテリ１６及び二次バッテリ１７の負の端子
は同様に共通のアースに接続されている。電気的に始動
可能なスイッチ２１は、スイッチ２１が閉鎖されている
時のみバッテリ端子から二次バッテリ１７から電力を引
き出し得るように、正の端子の間に挿入されている。米
国特許第5,002,840号に記載の如く、二次バッテリ１７
には、自動車が操作されている時、自動車の交流発電機
により二次バッテリ１７が再充電されるように、好まし
くは可変抵抗ダイオードを含むバイパス回路（示されて
いない）が備えられている。
【００１６】イグニションキーが始動位置に回転される
と、接点アーム２７は接点４１とかみ合い、スタータソ
レノイド１２のコイル３１に給電し、接点アーム２６は
接地される。アーム２７の接点４１に対するかみ合いに
より、対応する接点３３に接点２３を接続するプランジ
ャ３２を始動し、バッテリ１１を例えば自動車を始動さ
せるためのスタータモータなどの負荷３４に接続する。
【００１７】コントローラ１４は、一次バッテリ１６が
完全に使い果たされている場合でもコントローラ１４が
操作しつづけるように、二次バッテリ１７から直接少量
の電力を引き出す。コントローラ１４は接点アーム２６
に接続され、これに対して一定の公称電位を供給する。
以下詳細に記載の如く、イグニションキーを始動位置に
回転することによりスイッチ２６を閉鎖することは、コ
ントローラ１４に対して、自動車を発進しようとしてい
ることを示す。本発明の好ましい態様により、前述の欧
州特許出願第398,691号とは反対に、コントローラ１４
は、自動車が始動される度に自動車を始動させるために
二次バッテリ１７には接続しない。そのかわり、コント
ローラ１４は、特定の条件下、例えば、（１）最初の点
火が失敗したことを示す最初の試みの後、例えば、少な
くとも２分間などの予定時間内に点火がＮ回（例えば、
２回）試みられる場合、または（２）温度が予定レベル
未満で、バッテリに余分の始動電力が必要な場合、にの
みスイッチ２１を始動する。
【００１８】後者の目的の場合、コントローラ１４は、
バッテリの近傍に温度計測用の好適な温度感知装置、例
えば温度感知ダイオード、熱電対、コントローラ１４中
に作成されたトランジスタまたはバッテリ温度予測回路
を包含し得る。コントローラ１４は、ダイオードに電位
を与え、温度の関数により変化する得られた電流をモニ
ターする。温度が予定レベル未満、好ましくは−５〜10
°Fである場合、コントローラ１４は自動的に最初の点
火時にスイッチ２１を始動する。
【００１９】このようにして、始動電力は、それが必要
な場合にのみ補助または二次バッテリから引き出され、
二次バッテリの寿命を延長させる。一態様に於いて、コ
ントローラ１４の関連論理及びスイッチ２６は、温度-
感知システムが必要な場合のみ省略されるか、二次バッ
テリを活性化するのに二重-閉鎖が十分に信頼し得る場
合、温度センサ並びに関連論理及び回路は省略され得
る。
【００２０】コントローラ１４は、一次バッテリ１６、
ダッシュボードインジケータ（例えば、ＬＥＤまたはラ
ンプ３８）及びアース３９にも接続される。自動車が二
次バッテリ１７からの助力を得て始動すると、（１）予
定の中断時間が経過したか、または（２）一次バッテリ
の電圧が予定レベル（例えば、12.8ボルト）に上昇し、
一次バッテリの故障は起きないことを示すまで、コント
ローラ１４は一次バッテリ１６の電圧をモニターし続
け、スイッチ２１はアクティブなままである。中断時間
は、自動車が始動後、一次バッテリ１６の電圧を回復で
きるように少なくとも２分でなければならない。一次バ
ッテリ１６の電圧が中断時間内に予定レベル以上に上昇
する場合、スイッチ２１は不活化される。中断時間終了
時にも回復しなかった場合、コントローラ１４は、警告
ランプ３８を点滅させ、スイッチ２１はアクティブなま
まである。
【００２１】図２を参照として、コントローラ１４は、
デバウンス回路４０、温度感知回路４２、時限リセット
回路４４、キー閉鎖計数回路４６、ＡＮＤゲート４８及
びＯＲゲート５０を包含する。デバウンス回路４０は、
導線５２により接点アーム２６に、データライン５４に
より回路４６に、及びデータライン５６によりＡＮＤゲ
ート４８に接続されている。接点アーム２６がアースに
接続されている（キー閉鎖：key closing）場合、電圧
降下はデバウンス回路４０により感知され、回路４０は
回路４６及びＡＮＤゲート４８にパルスを与える。
【００２２】キー閉鎖計数回路４６は、データライン５
８により時限リセット回路４４に、データライン６０に
よりＯＲゲート５０の入力に接続される。回路４６は、
回路４０からのパルスを計数し、キー閉鎖に対応する予
定数（Ｎ）のパルスが発生すると論理シグナルＨＩＧＨ
をＯＲゲート５０に与える。例えば、回路４６の好まし
い態様では、キー閉鎖が２回発生すると論理シグナルＨ
ＩＧＨをＯＲゲートに出力する。キー閉鎖が発生する度
に、時限リセット回路４４のタイマーが始動されるか、
または再始動される。回路４４は、予定時間の満了時に
回路４４をリセットし、回路４６をリセットするように
操作する。例えば、予定時間の長さは２分間であっても
よい。従って、キー閉鎖が２回、回路４６によりモニタ
ーされ、予定時間が満了した場合、ＯＲゲート５０に与
えられるシグナルは、論理レベルＬＯＷに戻される。
【００２３】温度感知回路４２は、データライン６２に
よりＡＮＤゲート４８に接続され、ＡＮＤゲート４８は
データライン６４によりＯＲゲート５０に接続される。
回路４２は、回路４２の温度が予定温度（例えば、５°
F）未満になると、論理シグナルＨＩＧＨをＡＮＤゲー
ト４８に出力するように形成される。従って、キー閉鎖
が起き、回路４０が温度が予定範囲未満であることを感
知すると、ＡＮＤゲート４８は論理シグナルＨＩＧＨを
ＯＲゲート５０に与える。従って、予定時間内にキー閉
鎖がＮ回起きると、または回路４２の温度が予定範囲未
満であると、ＯＲゲート５０は論理シグナルＨＩＧＨを
出力する。例えば、回路４２の温度感知装置はコントロ
ーラ１４の回路板上に据え付けられているため、回路４
２は通常コントローラ１４の温度をモニターする。しか
しながら、用途に依存して、回路４２は、一次バッテリ
１６及び/または二次バッテリ１７の温度、またはこれ
に関連した温度を感知する目的のためのコントローラ１
４とは異なった位置に配置され得る。従って、回路４２
からのシグナルは、1990年５月１日出願の米国特許出願
第07/517,622号、1992年１月７日に米国特許第5,079,71
6号に記載の如く、バッテリ温度を予測するためのシス
テムにより出されるシグナルと置き換え得る。
【００２４】コントローラ１４は、バッテリモニター回
路６６、ＯＲゲート６８、タイマー回路７０及びＡＮＤ
ゲート７２も包含する。バッテリモニター回路６６は、
データライン７４によりＯＲゲート５０に、導線７６に
より一次バッテリ１６に、及びデータライン７８により
ＯＲゲート６８の入力に接続される。バッテリモニター
回路６６は、一次バッテリ１６をモニターし、一次バッ
テリ１６の電圧が予定レベル（例えば、9.5Ｖ）未満で
ありデータライン７４のシグナルが論理ＨＩＧＨである
とき、論理出力シグナルＨＩＧＨをＯＲゲート６８に与
える。従って、２分以内にキー閉鎖が２回起きると、ま
たは回路４２の温度が５°F未満であり、一次バッテリ
１６の電圧が9.5Ｖ未満である時、回路６６は論理シグ
ナルＨＩＧＨをＯＲゲート６８に与える。
【００２５】バッテリモニター回路６６は、これがヒス
テリシス効果を操作するように、一次バッテリ１６をモ
ニターするように形成される。より特異的には、バッテ
リ１６の電圧が9.5Ｖ未満に降下し、データライン７４
の論理がＨＩＧＨである時、回路６６は論理シグナルＨ
ＩＧＨを出力する。バッテリ１６の電圧が9.5Ｖ以上に
戻り、データライン７４の論理電圧がＨＩＧＨであると
き、回路６６は、バッテリ１６でモニターされた電圧が
予定レベル（例えば、12.8Ｖ）以上に上昇するまで、論
理電圧ＨＩＧＨを出力しつづける。従って、例えば、一
次バッテリ１６が正しく充電されず、一次バッテリ１６
の電圧が予定レベル以上に上昇しない場合、回路６６の
出力は論理電圧ＨＩＧＨのままである。
【００２６】ＯＲゲート６８の第２の入力は、データラ
イン６４によりＡＮＤゲート４８の出力に接続され、Ｏ
Ｒゲート６８の出力はタイマー回路７０及びＡＮＤゲー
ト７２の第１の入力にデータライン８２により接続され
る。ＡＮＤゲート７２の第２の入力は、データライン８
４により回路７０の出力に接続される。タイマー回路７
０は、データライン８２上の論理レベルが予定時間（例
えば、２分間）、ＨＩＧＨのままである場合、論理シグ
ナルＨＩＧＨをＡＮＤゲート７２に与えるように形成さ
れる。より特異的には、論理シグナルＨＩＧＨがＯＲゲ
ート６８の入力に与えられる場合、２分後に、回路７０
のタイマーは始動し、論理シグナルＨＩＧＨをＡＮＤゲ
ート７２に与える。従って、ＯＲゲート６８の出力が２
分間高いままである場合、論理シグナルＨＩＧＨはＡＮ
Ｄゲート７２に与えられる。
【００２７】コントローラ１４は更に、点滅回路８６
と、表示器電源回路８８と、ＦＥＴ駆動回路９０と、電
圧３倍増回路９２とを含む。点滅回路８６の入力はデー
タライン９４によってＡＮＤゲート７２に接続されてお
り、点滅回路８６の出力は導線９６を介して表示器電源
回路８８に接続されている。ＦＥＴ駆動回路９０の入力
はデータライン８２によってＯＲゲート６８の出力に接
続されており、回路８８は回路９０に接続されている。
回路８８はランプ３８に接続されており、回路９０はト
ランジスタ２１のゲートと、データライン９７によって
電圧３倍増回路９２とに接続されている。データライン
８２が論理レベルＨＩＧＨにあるときは、ＦＥＴ駆動回
路９０はトランジスタ２１への電流を、トランジスタ２
１が導通となるように制御し、且つランプ３８が点灯さ
れるようにランプ３８に電力を与える表示器電源回路８
８に信号を与える。
【００２８】回路９０の好ましい実施例においては、回
路９０は、データライン８２が論理レベルＬＯＷから論
理レベルＨＩＧＨに移行したとき、回路９０がトランジ
スタ２１のゲートへの電流を、トランジスタ２１を通る
電流が０アンペアからその最大値まで徐々に増加するよ
う制御すべく構成されている。この構成の目的は、二次
バッテリ１７が放電された一次バッテリ１６と並列に接
続されるときトランジスタ２１を通る極端な電流スパイ
クを防止することである。
【００２９】点滅回路８６は、データライン９４の論理
レベルがＨＩＧＨのときに回路８８に点滅信号を与える
ように動作する。点滅信号によって回路８８は、ランプ
３８が点滅するようランプ３８への電力に割込む。即
ち、回路７０によって計時される２分間が経過するとラ
ンプ３８は点滅し、一次バッテリにおいてモニタされて
いる電圧が２分間以上第１最小電圧レベル（９．５Ｖ）
以下に降下し、点滅の間、第２最小電圧レベル（１２．
８Ｖ）以下のままであることを示す。
【００３０】電圧３倍増回路９２は、二次バッテリ１７
の電圧の約３倍の電圧を導線９７を介して回路９０に印
加する。二次バッテリ１７の電圧を３倍し、この電圧を
回路９０に印加することにより、トランジスタ２１を流
れる電流は適正に制御され得る。
【００３１】回路１４の全動作を要約すると、回路１４
は、バッテリ１６の温度を表わす温度と、所定の時間内
のキー閉鎖数と、バッテリ１６の電圧とをモニタする。
トランジスタ２１は、以下の場合にバッテリ１７をバッ
テリ１６と並列に置くために導通にされる： １．キー閉鎖が発生し且つ温度が所定限界以下である； ２．所定時間内に所定数のキー閉鎖が発生し且つ一次バ
ッテリの電圧が第１所定レベル以下である；または ３．一次バッテリ１６の電圧が、第１所定レベル以下に
降下した後、第２所定レベル以下のままである。
【００３２】ランプ３８はトランジスタ２１が導通のと
きに点灯され、バッテリ１６の電圧が、所定時間より長
く第１レベル以下に降下した後、第２レベル以下のまま
であると点滅する。
【００３３】図３は、コントローラ１４の回路図を示
す。コントローラ１４への電力は、接地されている中性
端子と、コントローラ１４の回路素子の端子ＶＳに接続
されている正端子とを有する二次バッテリ１７によって
与えられる。二次バッテリ１７は、５Ｖ定電圧電源と、
二次バッテリの電圧の３倍の電圧（３７ボルトの範囲）
を有する電源（電圧３倍増回路９２）との２つの電源に
電力を与える。５Ｖ定電圧電源は電圧調整器９８の出力
に配置されており、調整器９８の入力は端子ＶＳ及びコ
ンデンサ１００に接続されている。更にコンデンサ１０
０は接地されており、調整器９８の入力に濾波作用を与
える。電圧調整器９８の入力はダイオード１０４を介し
て一次バッテリ１６の正端子にも接続されている。この
構成によって一次バッテリ１６は、バッテリ１６の電圧
が十分に高いときには回路１４を給電するのを支援し得
る。調整器９８の出力はコンデンサ１０２を介して接地
されており、コンデンサ１０２は調整器９８の５ボルト
出力を濾波する。回路１４の他の構成素子は、後述する
ように調整器９８の濾波後の出力に接続されている。
【００３４】二次バッテリ１７の正端子は、電圧３倍増
回路９２の一部であるダイオード１０６のアノードにも
接続されている。回路９２は通常の３倍増回路であり、
ダイオード１０６のカソードに接続されているアノード
を有するダイオード１０８と、ダイオード１０８のカソ
ードに接続されているアノードを有するダイオード１１
０とを含む。回路９２の出力電圧はダイオード１１０の
カソードにおいて生成される。
【００３５】回路９２は、コンデンサ１１４と、コンデ
ンサ１１６と、コンデンサ１１８と、コンデンサ１１２
と、抵抗器１２０と、抵抗器１２２と、５つのインバー
タ１２４、１２６、１２８、１３０及び１３２とを含ん
でいる。インバータ１２６、１２４、１２８及び１３２
は直列に配置されており、インバータ１３２の出力はコ
ンデンサ１１４を介してダイオード１０６のカソードに
接続されている。インバータ１２６の出力は抵抗器１２
０及び１２２を介してその入力に接続されており、一
方、インバータ１２４の出力はコンデンサ１１８及び抵
抗器１２２を介してその入力に接続されている。インバ
ータ１２４の出力は、インバータ１２８の入力に接続さ
れている上に、インバータ１３０の入力にも接続されて
いる。インバータ１３０の出力はコンデンサ１１６を介
してダイオード１０８のカソードに接続されている。
【００３６】デバウンス回路４０は、抵抗器１３４と、
トランジスタ１３６と、トランジスタ１３８と、抵抗器
１４０と、抵抗器１４２と、ツェナーダイオード１４４
と、抵抗器１４６と、ダイオード１４８と、コンデンサ
１５８と、インバータ１６０と、インバータ１６２とを
含む。接触アーム２６が、抵抗器１３４を介してトラン
ジスタ１３６のコレクタに接続されている。トランジス
タ１３６のエミッタは電圧３倍増回路９２の出力と、抵
抗器１４０を介してトランジスタ１３８のエミッタとに
接続されている。トランジスタ１３６及び１３８のベー
スはトランジスタ１３６のコレクタに接続されている。
トランジスタ１３８のコレクタは、ツェナーダイオード
１４４のアノードが接地されているときは、ツェナーダ
イオード１４４と並列な抵抗器１４２を介して接地され
ている。またトランジスタ１３８のコレクタは、ダイオ
ード１４８のアノードがインバータ１６０の入力に接続
されているときにはダイオード１４８と並列となる抵抗
器１４６を介して、インバータ１６０の入力にも接続さ
れている。インバータ１６０の入力はコンデンサ１５８
を介して接地されており、インバータ１６０の出力はイ
ンバータ１６２の入力に接続されている。このデバウン
ス回路４０の構成は、接触アーム２６におけるキー閉鎖
に応答して回路４６及びＡＮＤゲート４８にパルスを与
える。
【００３７】キー閉鎖及び計数回路４６は、抵抗器１６
４と、コンデンサ１６６と、フリップフロップ１６８
と、コンデンサ１７０と、フリップフロップ１７２と、
抵抗器１７４とを含む。インバータ１６２の出力は、フ
リップフロップ１６８のＤ入力及びＣＬＯＣＫ入力に、
直列接続された抵抗器１６４及びコンデンサ１６６を介
して接続されている。抵抗器１６４とコンデンサ１６６
の接続点はフリップフロップ１６８のＳ入力に接続され
ている。フリップフロップ１６８のＤ入力及びＣＬＯＣ
Ｋ入力は更に接地されていると共に、コンデンサ１７０
を介してＡＮＤゲート４８の１つの入力にも接続されて
いる。フリップフロップ１６８のＱ出力はフリップフロ
ップ１７２のＤ入力に接続されており、フリップフロッ
プ１７２のＣＬＯＣＫ入力はＡＮＤゲート４８の１つの
入力に接続されている。フリップフロップ１７２のＳＥ
Ｔ入力は接地されており、Ｑ出力はＯＲゲート５０の１
つの入力に接続されている。この回路４６の構成によっ
て、信号がＤ入力及びＣＬＯＣＫ入力に与えられる前に
フリップフロップ１６８はセットされ、インバータ１６
２によって生成されたパルスに応答してＱ出力に論理レ
ベルＨＩＧＨを生成することができる。フリップフロッ
プ１７２のＣＬＯＣＫはインバータ１６２の出力にも接
続されている。インバータ１６２によって回路４６に第
２パルスが与えられると、フリップフロップ１６８のＱ
出力における信号はフリップフロップ１７２によってク
ロック入力され、フリップフロップ１７２はそのＱ出力
において同じ出力を生成する。即ち、インバータ１６２
によって２つのパルスが与えられると、フリップフロッ
プ１７２のＱ出力における論理レベルがＨＩＧＨとな
り、ＯＲゲート５０の出力がＨＩＧＨとなる。
【００３８】回路４６はジャンパ１６５を含んでいる。
ジャンパ１６５は、閉鎖状態のときは、インバータ１６
２がパルスを生成する都度、回路４６がＯＲゲートに論
理レベルＨＩＧＨの信号を与えるようにし、開放状態の
ときは、インバータ１６２が２つのパルスを生成する都
度、回路４６がＯＲゲート５０に論理レベルＨＩＧＨの
信号を与えるようにする。当然ながら、論理レベルＨＩ
ＧＨの信号をＯＲゲートに与えるのに２つ以上のキー閉
鎖が要求されるように、回路４６内に追加フリップフロ
ップを含めることもできる。
【００３９】時限リセット回路（ｔｉｍｅｄ ｒｅｓｅ
ｔ ｃｉｒｃｕｉｔ）４４は、ＡＮＤゲート１７６と、
タイマー１７８と、抵抗器１８０と、コンデンサ１８２
と、抵抗器１８４と、ダイオード１８６とを含む。ＡＮ
Ｄゲート１７６への入力はインバータ１６２の出力及び
フリップフロップ１６８のＱ出力に接続されており、Ａ
ＮＤゲート１７６の出力はタイマー１７８のＲＥＳＥＴ
入力に接続されている。タイマー１７８のピン９及び１
０は、直列に接続された抵抗器１８０及びコンデンサ１
８２を介して相互に接続されている。抵抗器１８０及び
コンデンサ１８２の組合せは、タイマー１７８における
クロックを与える。抵抗器１８０とコンデンサ１８２の
接続点は抵抗器１８４を介してタイマーのＰＩ入力に接
続されている。ダイオード１８６はタイマー１７８のＱ
１４端子をＰＩ端子に接続している。タイマー１７８の
Ｑ１４端子はフリップフロップ１６８及び１７２のＲＥ
ＳＥＴ入力に接続されている。インバータ１６２によっ
てパルスが生成される都度、ＡＮＤゲート１７６はタイ
マー１７８をリセットし、そうするとタイマー１７８は
端子Ｑ１４において、フリップフロップ１６８及び１７
２をリセットし且つタイマー１７８を初期化するＲＥＳ
ＥＴ信号を生成する。タイマー１７８の時間は、抵抗器
１８０及びコンデンサ１８２を選択することにより調整
され、種々の固定時間出力をタイマー１７８端子のＱ４
〜Ｑ１４において選択することができる。即ち、選択し
た（所定の）時間内に２つのキー閉鎖が発生した場合、
フリップフロップ１７２はＯＲゲート５０に論理レベル
ＨＩＧＨの信号を与える。
【００４０】バッテリモニター回路６６は、抵抗器１８
８と、ポテンシオメータ１９０と、抵抗器１９２と、抵
抗器１９４と、抵抗器１９６と、抵抗器１９８と、コン
パレータ２００と、インバータ２０２と、ＡＮＤゲート
２０４と、フリップフロップ２０６とを含む。コンパレ
ータ２００の反転入力はポテンシオメータ１９０を介し
て接地されていると共に、抵抗器１８８及びダイオード
１８９を介して一次バッテリ１６の正端子にも接続され
ている。コンパレータ２００の非反転入力は抵抗器１９
２を介して接地されていると共に、抵抗器１９６を介し
て出力と、抵抗器１９４を介して調整器９８の出力とに
も接続されている。コンパレータ２００の出力は、抵抗
器１９８を介して調整器９８の出力と、インバータ２０
２の入力と、フリップフロップ２０６のＤ入力とに接続
されている。
【００４１】インバータ２０２の出力はＡＮＤゲート２
０４の一方の入力に接続されており、ＡＮＤゲート２０
４の他方の入力はタイマー１７８の端子Ｑ１４に接続さ
れている。フリップフロップ２０６のＣＬＯＣＫ入力は
ＯＲゲート５０の出力に接続されており、フリップフロ
ップ２０６のＱ出力はＯＲゲートの１つの入力に接続さ
れている。従って、データライン７４上の論理レベルが
ＨＩＧＨであり且つ一次バッテリ１６における電圧が、
ポテンシオメータ１９０において調整可能なしきい値電
圧以下である場合には、コンパレータ２００は論理レベ
ルＨＩＧＨの信号をフリップフロップ２０６に出力し、
そうすると信号はフリップフロップ２０６においてクロ
ック入力され、データライン７８に論理レベルＨＩＧＨ
の出力を生成する。
【００４２】フリップフロップ２０６は、タイマー１７
８が時間切れとなり論理レベルＨＩＧＨの信号をＡＮＤ
ゲート２０４に与え、且つ一次バッテリ１６における電
圧が１２．８Ｖよりも高くてインバータ２０２が論理レ
ベルＨＩＧＨの信号をＡＮＤゲート２０４に与えたとき
に、リセットされる。ＡＮＤゲート２０４の両入力が論
理レベルＨＩＧＨであるならば、ゲート２０４はＲＥＳ
ＥＴ信号をフリップフロップ２０６に与え、そうする
と、フリップフロップ２０６のＳＥＴ入力が接地される
ので、フリップフロップ２０６のＱ出力も接地される。
【００４３】タイマー回路７０は、タイマー２０８と、
抵抗器２１０と、コンデンサ２１２と、抵抗器２１４
と、抵抗器２１６と、コンデンサ２１８とを含む。タイ
マー２０８のピンＡ、ＡＲ、ＭＯ及びＱは接地されてお
り、タイマー２０８のピンＢは調整器９８の出力に接続
されている。タイマー２０８の計時は、それぞれピンＲ
ＴＣ、ＣＴＣ及びＲＳに接続されている抵抗器２１０、
コンデンサ２１２及び抵抗器２１４の組合せによって与
えられ、抵抗器２１０、コンデンサ２１２及び抵抗器２
１４は相互に接続されている。ＯＲゲート６８の出力は
コンデンサ２１８を介してタイマー２０８のＲＥＳＥＴ
ピンに接続されているが、ＲＥＳＥＴピンは更に抵抗器
２１６を介して接地されている。コンデンサ２１８及び
抵抗器２１６はタイマー２０８のＲＥＳＥＴピンのため
の濾波作用を与える。従って、ＯＲゲート６８がＨＩＧ
Ｈになる都度タイマー２０８はリセットされ、所定時間
後、例えば２分間経過後に、タイマー２０８のＱ出力は
論理レベルＨＩＧＨとなる。
【００４４】温度感知回路４２は、４つのダイオード２
２０、２２２、２２４及び２２６と、抵抗器２２８と、
コンデンサ２３０と、抵抗器２３２と、ポテンシオメー
タ２３４と、抵抗器２３６と、抵抗器２３８と、コンパ
レータ２４０と、抵抗器２４２とを含む。ダイオード２
２０のアノードは調整器９８の出力に接続されており、
ダイオード２２２のアノードはダイオード２２０のカソ
ードに接続されており、ダイオード２２４のアノードは
ダイオード２２２のカソードに接続されており、ダイオ
ード２２４のカソードは、並列構成の抵抗器２２８及び
コンデンサ２３０を介して接地されている。更にダイオ
ード２２４のカソードはダイオード２２６のアノードに
接続されており、ダイオード２２６のカソードは調整器
９８の出力に接続されている。コンパレータ２４０の反
転入力はダイオード２２４と２２６の接続点に接続され
ており、ダイオード２２４と２２６の接続点の電圧は、
ダイオード２２０、２２２、２２４及び２２６の近傍に
おけるコントローラ１４の回路基板の温度を表してい
る。
【００４５】コンパレータ２４０の非反転入力はポテン
シオメータ２３４のワイパに接続されており、ポテンシ
オメータ２３４の抵抗巻線は抵抗器２３２を介して接地
されていると共に、抵抗器２３６を介して調整器９８の
出力にも接続されている。更にポテンシオメータ２３４
の巻線は抵抗器２３８を介してコンパレータ２４０の出
力にも接続されている。コンパレータ２４０の出力は抵
抗器２４２を介して調整器９８の出力に接続されてい
る。ポテンシオメータ２３４によって、コンパレータの
非反転入力に印加される電圧を調整することができ、従
ってコンパレータ２４０が論理レベルＨＩＧＨの信号を
出力する温度を調整することができる。即ち、ダイオー
ドの温度が所定の温度、例えば５°Ｆ以下になると、コ
ンパレータ２４０は論理レベルＨＩＧＨの信号をＡＮＤ
ゲート４８に与え、このとき、インバータ１６２が論理
レベルのＨＩＧＨ信号をキー閉鎖計数回路４６に与えて
いるならば、ＡＮＤゲート４８は論理レベルＨＩＧＨ信
号をＯＲゲート５０及び６８に与える。
【００４６】もう一度ＯＲゲート６８を参照すると、Ｏ
Ｒゲート６８は、ダイオード２２０、２２２、２２４及
び２２６の温度が所定温度以下であり且つキー閉鎖が発
生しているか、または所定時間内に所定数のキー閉鎖が
発生して一次バッテリ１６の電圧が所定電圧以下になっ
た場合に、論理レベルＨＩＧＨの信号をデータライン８
２に出力する。
【００４７】ＯＲゲート６８の出力は、データライン８
２を介してＦＥＴ駆動回路９０に、その３つのインバー
タ２４４、２４６及び２４８の入力において接続されて
いる。３つのインバータは、回路９０の残りの部分を駆
動するのに適当なレベルの電流を有する出力電圧を与え
るために使用される。回路９０の残りの部分は、抵抗器
２５０と、トランジスタ２５２と、トランジスタ２５４
と、抵抗器２５６と、抵抗器２５８と、ポテンシオメー
タ２６０と、トランジスタ２６２と、トランジスタ２６
４と、抵抗器２６６とを含む。インバータ２４４、２４
６及び２４８の出力は抵抗器２５０を介してトランジス
タ２５２のベースに接続されており、トランジスタ２５
２のエミッタは接地されている。
【００４８】トランジスタ２６２及び２６４のエミッタ
は、電圧３倍増回路９２のダイオード１１０とコンデン
サ１１２の接続点に接続されており、トランジスタ２６
４のコレクタはＦＥＴ２１のゲートに接続されていると
共に、ダイオード２６８及びツェナーダイオード２７０
を介して一次バッテリ１６の正端子にも接続されてい
る。抵抗器２５６はトランジスタ２５２のコレクタをト
ランジスタ２６４のコレクタに接続しており、直列構成
の抵抗器２５８及びポテンシオメータ２６０は、トラン
ジスタ２５４のコレクタをトランジスタ２６２のコレク
タに接続している。トランジスタ２６２のコレクタはそ
のベースに接続されている。
【００４９】ＦＥＴ駆動回路９０は、ＦＥＴ２１を通る
電流がその最大電流まで徐々に増加するようＦＥＴ２１
を制御すべく、カレントミラーとして設定されている。
特にポテンシオメータ２６０を調整して、ＦＥＴ２１を
通る電流が０アンペアから最大アンペア数まで増加する
時間を制御することができる。この構成によって、一次
バッテリ１６が実質的に放電され、バッテリ１６の電圧
が二次バッテリ１７の電圧まで達するのに大量の電流が
要求されるという状況において、ＦＥＴ２１を通る電流
の急増が防止される。
【００５０】トランジスタ２６４のコレクタは抵抗器２
７２を介して表示器電源回路８８にも接続されている。
回路８８は、トランジスタ２７４と、抵抗器２７６と、
トランジスタ２７８と、トランジスタ２８０とを含む。
抵抗器２７２はトランジスタ２７８のベースとトランジ
スタ２７４のコレクタとに接続されており、トランジス
タ２７４のエミッタは接地されている。トランジスタ２
７８のコレクタはトランジスタ２８０のコレクタと二次
バッテリ１７の正端子とに接続されている。トランジス
タ２７８のエミッタはトランジスタ２８０のベースに接
続されており、トランジスタ２８０のエミッタはランプ
３８に接続されている。従って、ライン８２上の論理レ
ベルがＨＩＧＨであり且つ回路９０がＦＥＴ２１のゲー
トに電流を与えるならば、回路８８は、ランプ３８が点
灯するようランプ３８に電力を与える。
【００５１】抵抗器２７６はトランジスタ２７４のベー
スと点滅回路８６の間に接続されている。回路８６は、
抵抗器２８２と、コンパレータ２８４と、ダイオード２
８６と、ダイオード２８８と、コンデンサ２９０と、抵
抗器２９２と、抵抗器２９４と、抵抗器２９６と、抵抗
器２９８とを含む。抵抗器２９８はコンパレータ２８４
の出力を調整器９８の出力に接続している。コンパレー
タ２８４の出力は抵抗器２９６を介してＡＮＤゲート７
２の出力に接続されており、ダイオード２８６のカソー
ドはコンパレータ２８４の出力に接続されている。コン
パレータ２８４の反転入力は抵抗器２９４を介してダイ
オード２８６のアノードに接続されていると共に、抵抗
器２９２を介してダイオード２８８のカソードにも接続
されており、ダイオード２８８のアノードはダイオード
２８６のカソードに接続されている。コンデンサ２９０
はコンパレータ２８４の反転入力を接地している。コン
パレータ２８４の非反転入力は抵抗器３００を介して接
地されていると共に、抵抗器２８２を介してコンパレー
タ２８４の出力と、抵抗器３０２を介して調整器９８の
出力とにも接続されている。回路８６は、ＡＮＤゲート
７２の出力における論理レベルがＨＩＧＨであるとき
に、回路８８がランプ３８を点滅させるよう回路８８の
トランジスタ２７４のベースにおける電圧を変化させる
べく振動するよう動作する。従って、ＡＮＤゲート７２
の入力における論理レベルがＨＩＧＨである（即ちＦＥ
Ｔ２１が２分間以上導通である）ときに表示ランプ３８
は点滅する。
【００５２】図示していないが、電力を必要とするコン
トローラ１４の構成素子は、調整器９８の出力から通常
の方法で電力を供給される。コントローラ１４の構成素
子を下記の表１〜表３に列挙する。
【００５３】
【表１】
【００５４】
【表２】
【００５５】
【表３】 本発明の１つの実施例を図示すると共に詳細に説明した
が、特許請求の範囲に記載の本発明の範囲から離れずと
も、種々の構成素子及び回路構成の変更が行ない得る。
例えば、回路の全部または一部を、適当にプログラムさ
れたマイクロプロセッサまたは単一集積回路で置き換え
ることもできる。
【００５６】更に、バッテリモニター回路６６は省略し
て、イグニションスイッチのダブルキーイングによっ
て、一次バッテリの充電状態に拘わらず二次バッテリか
ら電力を得るようにすることもできる。特許請求の範囲
に記載の本発明の範囲から離れずとも、エレメントの態
様及び構成に様々の変更を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のデュアルバッテリスイッチング回路の
実施例の概略図である。
【図２】本発明の好ましい実施例に使用されるコントロ
ーラのブロック図である。
【図３】本発明の好ましい実施例に使用されるコントロ
ーラの回路図である。
【符号の説明】 １０ スイッチング回路 １４ コントローラ １６ 一次バッテリ １７ 二次バッテリ ３４ 負荷
フロントページの続き (72)発明者 ジヨン・アール・ピアソン アメリカ合衆国、ウイスコンシン・53005、 ブルツクフイールド、フオレスト・グロウ ブ・ロード・13950

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 モータ点火用電力を使用する型の自動車
    用電力制御装置であって、該装置が一次バッテリと二次
    バッテリとを備えており、自動車を始動させるために一
    次バッテリをスタータモータに接続するスタータと、ス
    タータを駆動するスタータスイッチと、電動スイッチの
    閉鎖時にスタータが自動車を始動させる付加的な電力を
    引出すために二次バッテリをスタータモータに接続する
    ように二次バッテリに接続可能な電動スイッチと、電動
    スイッチ及びスタータスイッチに接続され、スタータス
    イッチの閉鎖を感知し、且つスタータスイッチが所与の
    時間内に予め１回以上作動させられると電動スイッチを
    閉鎖するコントローラとを備えていることを特徴とする
    電力制御装置。
  2. 【請求項２】 スタータスイッチがキーによって手で動
    かされるように構成され且つ一次バッテリがスタータス
    イッチを通じてスタータに接続されており、従ってキー
    を手で動かしてスタータスイッチを閉鎖すると、スター
    タに電圧を印加することを特徴とする請求項１に記載の
    装置。
  3. 【請求項３】 電動スイッチが二次バッテリの端子と、
    同様に充電された一次バッテリの端子とを接続している
    ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
  4. 【請求項４】 スタータスイッチが、協働して開閉する
    一対の第１及び第２のスイッチを備えており、第１のス
    イッチが閉鎖時にコントローラをアースに接続し、第２
    のスイッチが閉鎖時に一次バッテリをスタータに接続す
    ることを特徴とする請求項１に記載の装置。
  5. 【請求項５】 コントローラが、該コントローラに給電
    するための電力を二次バッテリから引出す回路を有する
    ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
  6. 【請求項６】 スタータスイッチが一対の第１及び第２
    のスイッチを備え、スタータスイッチが閉鎖されると、
    第１及び第２のスイッチが閉鎖され、第１のスイッチが
    閉鎖時にコントローラの接点を接地し、第２のスイッチ
    が閉鎖時に一次バッテリをスタータに接続し、接点が接
    地されるとスタータスイッチが感知して閉鎖されること
    をコントローラが確認することを特徴とする請求項５に
    記載の装置。
  7. 【請求項７】 コントローラが、一次バッテリの充電状
    態を監視し、且つスタータスイッチが所与の時間内に予
    め１回以上作動させられた場合及び一次バッテリが所与
    のレベル以下に放電された場合にのみ電動スイッチを閉
    鎖する回路を含んでいることを特徴とする請求項１に記
    載の装置。
  8. 【請求項８】 コントローラが、温度感知回路によって
    感知された温度が所与のレベルを下回ると、スタータス
    イッチの作動毎に電動スイッチを閉鎖する温度感知回路
    を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の装置。
  9. 【請求項９】 コントローラが、温度感知回路によって
    感知された温度が所与のレベルを下回ると、スタータス
    イッチの作動毎に電動スイッチを閉鎖する温度感知回路
    を含んでいることを特徴とする請求項７に記載の装置。
  10. 【請求項１０】 モータ点火用電力を使用する型の自動
    車用電力制御装置であって、該装置が一次バッテリと二
    次バッテリとを備えており、自動車を始動させるために
    一次バッテリをスタータモータに接続するスタータと、
    閉鎖時にスタータを駆動するスタータスイッチと、電動
    スイッチの閉鎖時にスタータが自動車を始動させる付加
    的な電力を引出すために二次バッテリをスタータモータ
    に接続できるように二次バッテリに接続可能な電動スイ
    ッチと、電動スイッチ及びスタータスイッチに接続され
    且つ温度感知回路の温度が所与のレベルを下回ると始動
    中に電動スイッチを閉鎖する温度感知回路を含んでいる
    コントローラとを備えていることを特徴とする電力制御
    装置。
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