JPH064062Y2 - 自動車用電源装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［考案の目的］ （産業上の利用分野） この考案は、例えば、自動車のエンジン始動の際に、そ
の始動装置に電源電圧を変えて供給するのに利用される
自動車用電源装置に関するものである。

（従来の技術） 従来、例えば、上記のような電源電圧切換方式の自動車
用電源装置は、大型ディーゼル車両に用いられるものが
知られている。この電源装置は、特に寒冷地域で使用さ
れる大型ディーゼル車両のエンジン始動の際に、２個の
バッテリを直列に接続して電源電圧を高め、その電圧を
高めた電源でスタータあるいはプレヒータを作動させる
ようにしたものである。

第４図は、上記した電源電圧切換方式の自動車用電源装
置を例示するものである。

すなわち、図に示す自動車用電源装置は、２個の１２ボ
ルト仕様のバッテリ１０１，１０２と、１個のソレノイ
ド１０３とともに組付けた３個の可動接点１０４，１０
５，１０６および固定接点１０７，１０８，１０９，１
１０を備えた切換機構１１１と、からなるものである。

そして、スタータスイッチＳＷ′をスタートＳＴ側に操
作することにより、ソレノイド１０３が励磁され、可動
接点１０６を固定接点１１０に接触させるとともに可動
接点１０５を固定接点１０９に接触させ、可動接点１０
４が固定接点１０７から離れる。そこで、バッテリ１０
１とバッテリ１０２とは固定設定１１０および可動接点
１０６を介して直列に接続され、可動接点１０５と固定
接点１０９との接続を介してスタータＳに２４ボルトの
電圧を供給する。

また、上記のスタータスイッチＳＷ′をスタートＳＴ側
からイグニッションＩＧ側に切換ると、ソレノイド１０
３が非励磁とされて各可動接点１０４，１０５，１０６
も復帰し、可動接点１０４が固定接点１０７と接触する
とともに、可動接点１０５が固定接点１０９より離れて
固定接点１０８と接触し且つ可動接点１０６が固定接点
１１０より離れることにより、バッテリ１０１とバッテ
リ１０２との並列回路が形成され、図示しない他の電気
回路に１２ボルトの電圧を供給するようになっている。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、上記した従来の自動車用電源装置におい
ては、スタータＳに対する２４ボルトの電源電圧供給に
際しては、デッドショートを防止するために、可動接点
１０５が固定接点１０８から離間した後、可動接点１０
６が固定接点１１０に接触することが要求され、この切
換を確実に行うためには、上記の各接点間に容量差を設
けなければならず、各接点間のシーケンス調整精度が必
要となり、該調整作業が煩雑であるという問題点があっ
た。

（考案の目的） そこでこの考案は、上記した従来の問題点を解決するた
めに考えられたもので、各接点間にシーケンス調整を必
要とせず且つ確実な切換を行うことができる自動車用電
源装置を提供することを目的としている。

［考案の構成］ （問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するためのこの考案の構成は、一端が
接地され且つ他端が１２ボルト用の負荷に接続される１
２ボルト供給電圧を有する第１のバッテリと、 １２ボルト供給電圧を有する第２のバッテリと、 前記第１のバッテリの前記他端に接続した第１の接点
と、前記第２のバッテリの一端に接続した第２の接点
と、前記第１の接点および第２の接点間の開閉を行う第
１の励磁コイルを備えた第１の切換機構と、 前記第２のバッテリの他端に接続した第３の接点と、前
記第１のバッテリの前記一端に接続した第４の接点と、
前記第３の接点および第４の接点間の開閉を行う第２の
励磁コイルを備えた第２の切換機構と、 前記第１のバッテリの他端に接続した第５の接点と、前
記第２のバッテリの他端に接続した第６の接点と、前記
第５の接点および前記第６の接点間の開閉を行う第３の
励磁コイルを備えた第３の切換機構と、 前記第１の切換機構のＯＮ作動を検出した後、前記第２
の切換機構をＯＮ作動し、前記第２の切換機構のＯＮ作
動を検出した後、前記第３の切換機構をＯＮ作動し、且
つ前記第３の切換機構のＯＦＦ作動および所定電圧の低
下を検出した後、前記第２の切換機構をＯＦＦ作動し、
前記第２の切換機構のＯＦＦ作動を検出した後、所定の
時間経過を伴って前記第１の切換機構をＯＦＦ作動する
制御機構と、 を具備したことを特徴としている。

第１図はこの考案による自動車用電源装置の基本構成を
示す図であって、図に示す自動車用電源装置１は、一端
が接地され且つ他端が１２ボルト用の負荷に接続される
１２ボルト供給電圧を有する第１のバッテリ２と、１２
ボルト供給電圧を有する第２のバッテリ３と、前記第１
のバッテリ２の前記他端に接続した第１の接点１０と、
前記第２のバッテリ３の一端に接続した第２の接点１１
と、前記第１の接点１０および第２の接点１１間の開閉
を行う第１の励磁コイル１２を備えた第１の切換機構４
と、前記第２のバッテリ３の他端に接続した第３の接点
１３と、前記第１のバッテリ２の前記一端に接続した第
４の接点１４と、前記第３の接点１３および第４の接点
１４間に開閉を行う第の励磁コイル１５を備えた第２の
切換機構５と、前記第１のバッテリ２の他端に接続した
第５の接点１６と、前記第２のバッテリ３の他端に接続
した第６の接点１７と、前記第５の接点１６および前記
第６の接点１７間の開閉を行う第３の励磁コイル１８を
備えた第３の切換機構６と、前記第１の切換機構４のＯ
Ｎ作動を検出した後、前記第２の切換機構５をＯＮ作動
し、前記第２の切換機構５のＯＮ作動を検出した後、前
記第３の切換機構６をＯＮ作動し、且つ前記第３の切換
機構６のＯＦＦ作動および所定電圧の低下を検出した
後、前記第２の切換機構４をＯＦＦ作動し、前記第２の
切換機構４のＯＦＦ作動を検出した後、所定の時間経過
を伴って前記第１の切換機構２をＯＦＦ作動する制御機
構７とを具備した構成をなすものである。

このような基本構成をもつ自動車用電源装置１におい
て、図示しないスタータ（スタータスイッチＳＷ′をＯ
Ｎ側）に始動側に操作すると、制御機構７からの信号に
より、第１の切換機構４がＯＮ作動し、このＯＮ作動を
制御機構７が検出した後、第２の切換機構５がＯＮ作動
し、このＯＮ作動を制御機構７が検出した後、第３の切
換機構６がＯＮ作動することによって、第１のバッテリ
２および第２のバッテリ３が直列に接続されて、２４ボ
ルトの高電圧を図示しないスタータモータに供給する。

次に、スタータを非始動側（スタータスイッチＳＷ′を
ＯＦＦ側）に操作すると、制御機構７からの信号によ
り、第３の切換機構６をＯＦＦ作動し、このＯＦＦ作動
を制御機構７が検出した後、所定の時間経過を伴って第
１の切換機構２をＯＦＦ作動することによって第１のバ
ッテリ２および第２のバッテリ３が並列に接続されて、
１２ボルトの通常電圧が供給される。

（実施例） 以下、この考案の一実施例による自動車用電源装置を第
２図および第３図に基づいて説明する。

すなわち、自動車用電源装置１は、一端が接地され且つ
他端が１２ボルト用の負荷に接続される１２ボルト供給
電圧を有する第１のバッテリ２と、前記第１のバッテリ
２と同様に１２ボルト供給電圧を有する第２のバッテリ
３と、前記第１のバッテリ２の前記他端に接続した第１
の接点１０と、前記第２のバッテリ３の一端に接続した
第１の接点１１と、前記第１の接点１０および第２の接
点１１間の開閉を行い且つ非励磁時に前記第１および第
２の接点１０、１１間を閉成する第１の励磁コイル１２
を備えたこの実施例においては継電器である第１の切換
機構４と、前記第２のバッテリ３の他端に接続した第３
の接点１３と、前記第１のバッテリ２の前記一端に接続
した第４の接点１４と、前記第３の接点１３および第４
の接点１４間の開閉を行い且つ非励磁時に前記第３およ
び第４の接点１３，１４間を閉成している第２の励磁コ
イル１５を備えたこの実施例においては継電器である第
２の切換機構５と、前記第１のバッテリ２の他端に接続
している第５の接点１６と、前記第２のバッテリ３の他
端に接続している第６の接点１７と、前記第５の接点１
６および前記第６の接点１７間の開閉を行い且つ非励磁
時に前記第５および第６の接点１６，１７間を開成して
いる第３の励磁コイル１８を備えたこの実施例において
は継電器である第３の切換機構６と、前記第１の切換機
構４のＯＮ状態を検出した後、前記第２の切換機構５を
ＯＮ作動し、前記第２の切換機構５のＯＮ作動を検出し
た後、前記第３の切換機構６をＯＮ作動し、また、前記
第３の切換機構６のＯＦＦ作動および所定電圧の低下を
検出した後、前記第２の切換機構４のＯＦＦ作動し、前
記第２の切換機構４のＯＦＦ作動を検出した後、所定の
時間経過を伴って前記第１の切換機構２をＯＦＦ作動す
る制御機構７とを具備している。

前記制御機構７は、前記第１の励磁コイル１２と接続さ
れる固定接点３２，可動接点３１および励磁コイル３０
を有するリレーＲＬ２と、前記第２の励磁コイル１５と
ダイオードＤ９を介して接続される固定接点３５，固定
接点４４，可動接点３４および励磁コイル３３を有する
リレーＲＬ３と、前記第３の励磁コイル１８と接続され
る固定接点３８，可動接点３７および励磁コイル３６を
有するリレーＲＬ４と、ＳＴリレー８の励磁コイル４２
と外部端子ＣＬ１を介して接続される固定接点４１，可
動接点４０および励磁コイル３９を有するリレーＲＬ５
と、前記リレーＲＬ２の固定接点３１にダイオードＤ１
１を介して接続されるリレーＲＬ１とを備えている。

そして、制御機構７の外部端子Ｂ₂は、リレーＲＬ１の
固定端子４３と接続しているとともに、ツェナーダイオ
ードＺＤを介して抵抗Ｒ４と、トランジスタＴＲ２のベ
ースと、抵抗Ｒ５と接続している。また、前記トランジ
スタＴＲ２のコレクタはコンデンサーＣ４を介して接地
されている。

制御機構７の外部端子ＳＴは、抵抗Ｒ１と、一端を接地
したコンデンサーＣ１の他端と、ダイオードＤ１と接続
し、ここで、二方にわかれて、一方を前記リレーＲＬ３
の固定端子４４と接続している。また、他方は、一端を
接地したコンデンサーＣ２の他端と、抵抗Ｒ２と、一端
を接地した抵抗Ｒ３の他端と、トランジスタＴＲ１のベ
ースと接続し、前記トランジスタＴＲ１のコレクタと、
一端を接地したコンデンサＣ３の他端と接続し、リレー
ＲＬの励磁コイル３０と接続している。そして、この接
続端をダイオードＤ２０を介してリレーＲＬ３の固定端
子３５と接続している。

また、前記外部端子ＳＴは、抵抗Ｒ６と、一端を接地し
た抵抗Ｒ７の他端と、トランジスタＴＲ３のベースと接
続し、前記トランジスタＴＲ３のコレクタと、一端を接
地したコンデンサＣ５の他端と接続し、リレーＲＬ３の
励磁コイル３３と接続している。そして、この接続端
は、ダイオードＤ４を介して、前記トランジスタＴＲ２
のコレクタと接続しているとともに、ダイオードＤ１３
を介してリレーＲＬ５の励磁コイル３９の一端と接続し
ている。

また、さらに、前記外部端子ＳＴは、リレーＲＬ５の励
磁コイル３９の他端と接続してるとともに、ダイオード
Ｄ８と、ダイオードＤ６を介してリレーＲＬ４の励磁コ
イル３６の一端と接続しており、前記ダイオードＤ８と
前記ダイオードＤ６との接続点に外部端子ＣＬ１と接続
したダイオードＤ７を接続している。

そして、この外部端子ＣＬ１は、リレーＲＬ５の固定端
子４１と接続しているとともに、抵抗Ｒ８を介してトラ
ンジタＴＲ４のベースと接続し、さらに抵抗Ｒ９を介し
て接地している。前記トランジスタＴＲ４のコレクタは
前記リレーＲＬ５の励磁コイル３９の一端と接続してい
る。

次に、上記実施例による自動車用電源装置１の動作につ
いて第３図に示す動作チャート図とともに説明する。

まず、スタータスイッチＳＷ′をＯＮ操作すると、抵抗
Ｒ１，ダイオードＤ１，抵抗Ｒ２を介してトランジスタ
ＴＲ１のベースに電圧が印加されて、トランジスタＴＲ
１はＯＮし、ダイオードＤ１０を介してリレーＲＬ２の
励磁コイル３０に通電されて励磁され、このリレーＲＬ
２の可動接点３１および固定接点３２を閉成する。そし
て、これにより、制御機構７の外部端子ＢＬ１を介して
第１の切換機構４の励磁コイル１２に電源が供給され、
励磁されて、この第１の切換機構４が作動する。

また、スタータスイッチＳＷ′をＯＮ操作すると、前述
のように、トランジスタＴＲ１がＯＮすると同時に、抵
抗Ｒ６を介してトランジスタＴＲ３のベースにも電圧が
印加されてトランジスタＴＲ３もＯＮし、リレーＲＬ３
の励磁コイル３３が励磁され、このリレーＲＬ３の可動
接点３４を固定接点３５に閉成する。そして、ここで、
第１の切換機構４に備えた第１の接点１０と接点１９と
の閉成すなわち第１の切換機構４のＯＮ作動を制御機構
７の外部端子ＡＬ２とダイオードＤ９とを介してリレー
ＲＬ３が検出して、第２の切換機構５がＯＮ作動する。

また、さらに、前記スタータスイッチＳＷ′のＯＮ操作
により、トランジスタＴＲ１，ＴＲ３のＯＮと同時に、
ダイオードＤ８，Ｄ６を介してリレーＲＬ４の励磁コイ
ル３６が励磁され、このリレーＲＬ４の可動接点３７は
固定接点３８と閉成する。そして、これにより、制御機
構７の外部端子ＤＬ２が接地となるとともに、前記第２
の切換機構４に備えた第４の接点１４と接点２０との閉
成すなわち第２の切換機構４のＯＮ作動を、制御機構７
の外部端子ＡＤを介してリレーＲＬ４が検出して、第３
の切換機構６がＯＮ作動する。

つまり、スタータスイッチＳＷ′のＯＮ操作によって、
制御機構７の各制御により、第１の切換機構４に備えた
第１の接点１０と接点１９とを閉成すなわち、、第１の
切換機構４をＯＮ作動し、この第１の切換機構４のＯＮ
作動を制御機構７が検出した後、第２の切換機構５に備
えた第４の接点１４と接点２０とを閉成すなわち第２の
切換機構５をＯＮ作動し、この第２の切換機構５のＯＮ
作動を制御機構７が検出した後、第３の切換機構６に備
えた第５の接点１６と第６の接点１７とを閉成すなわち
第３の切換機構６をＯＮ作動することにより、第１のバ
ッテリ２と第２のバッテリ３とを直列接続の状態とし、
２４ボルトの電圧として制御機構７の外部端子Ｂ２を発
生させる。

そして、外部端子Ｂ２に２４ボルトが発生することによ
り、ツェナーダイオードＺＤ（１８ボルトのツェナー電
圧仕様）を介してトランジスタＴＲ２がＯＮし、ダイオ
ードＤ１３およびダイオードＤ４を介して前記リレーＲ
Ｌ３は動作記憶状態となる。つまり、制御機構７の外部
端子Ｂ２に２４ボルトの電源が発生するあいだは、第１
の切換機構４および第２の切換機構５は作動状態を保持
し、スタータモータに２４ボルトの電源を供給して当該
スタータモータを回転させることができる。

また、ここで、ダイオードＤ１３は接地となっており、
これによって、リレーＲＬ５の励磁コイル３９が励磁さ
れ、このリレーＲＬ５の接点４０と接点４１とは閉成
し、抵抗Ｒ８を介してトランジスタＴＲ４のベースに電
源を印加することによりＯＮしている。したがって、リ
レーＲＬ５は動作記憶状態となる。そして、ダイオード
Ｄ７には電源が印加されていて、リレーＲＬ４の励磁コ
イル３６が励磁され、このリレーＲＬ４の可動接点３７
と固定接点３８とは閉成する。

つぎに、スタータスイッチＳＷ′をＯＮ操作からＯＦＦ
操作に切換えると、トランジスタＴＲ１はＯＦＦし、ト
ランジスタＴＲ３もＯＦＦし、ダイオードＤ８にも通電
されなくなるが、前記トランジスタＴＲ２がツェナーダ
イオードＺＤを介してＯＮしており、ダイオードＤ４が
接地されていることから、リレーＲＬ３は保持されて、
ダイオードＤ９を介して第２の切換機構５は保持状態と
なる。

そして、リレーＲＬ５は励磁コイル３９の電源がＯＦＦ
されることにより、このリレーＲＬ５の可動接点４０お
よび固定接点４１を開成として、制御機構７の外部端子
ＣＬ１の電位はなくなる。

また、リレーＲＬ４の励磁コイル３６も電源がＯＦＦさ
れることにより、このリレーＲＬ４の可動接点３７およ
び固定接点３８が開成となるとともに、制御機構７の外
部端子ＤＬ２に接続した第３の切換機構６の励磁コイル
１８は非励磁状態となって、第３の切換機構６は復帰す
る。

ここで、コンデンサーＣ４はＯＦＦとなっており、ダイ
オードＤ４を介してリレーＲＬ３の励磁コイル３３は非
励磁状態となり、このリレーＲＬ３の可動接点３４と固
定接点３５とを閉成し、この可動接点３４と固定接点４
４とを閉成している。つまり、ツェナーダイオードＺＤ
はＯＦＦとなっており、これにより、第２の切換機構５
の励磁コイル１５は非励磁状態となって、この第２の切
換機構５に備えた第４の接点１４と接点２０とは閉成す
なわち第２の切換機構５はＯＦＦ作動する。

そして、リレーＲＬ３が復帰した後、リレーＲＬ２に接
続したコンデンサーＣ２の遅延放電をもってリレーＲＬ
２の可動接点３１と固定接点３２とを閉成し、第１の切
換機構４の励磁コイル１２は非励磁状態となって、この
第１の切換機構４に備えた第５の接点１６と第６の接点
１７とは閉成すなわち第１の切換機構４はＯＦＦ作動す
る。

つまり、これにより、制御機構７の信号で、第１の切換
機構４をＯＮ作動し、この第１の切換機構４のＯＮ作動
を前記制御機構７が検出した後、前記制御機構７の信号
で第２の切換機構５をＯＮ作動し、この第２の切換機構
５のＯＮ作動を前記制御機構７が検出した後、前記制御
機構７の信号で第３の切換機構６をＯＮ作動し、また、
前記制御機構７の信号で前記第３の切換機構６をＯＦＦ
作動し、所定電圧の低下を前記制御機構７が検出した
後、前記制御機構７の信号で第２の切換機構５をＯＦＦ
作動し、所定時間の経過を前記制御機構７が検出した
後、前記制御機構７の信号で第１の切換機構４をＯＦＦ
作動することができる。

すなわち、スタータモータへの電源を１２ボルトから２
４ボルトへ切換て供給した後、該２４ボルトの電源を１
２ボルトに戻すことができる。

なお、この考案による一実施例においては、制御機構７
をリレーＲＬ１，ＲＬ２，ＲＬ３，ＲＬ４，ＲＬ５で構
成したものが示したが、差動制御ができるものであれ
ば、タイマー機構あるいはパワートランジスタ等を用い
る事も可能であることは言うまでもない。

［考案の効果］ 以上説明してきたように、この考案による自動車用電源
装置によれば、一端が接地され且つ他端が１２ボルト用
の負荷が接続される１２ボルト供給電圧を有する第１の
バッテリと、 １２ボルト供給電圧を有する第２のバッテリと、 前記第１のバッテリの前記他端に接続した第１の接点
と、前記第２のバッテリの一方に接続した第２の接点
と、前記第１の接点および第２の接点間の開閉を行う第
１の励磁コイルを備えた第１の切換機構と、 前記第２のバッテリの他端に接続した第３の接点と、前
記第１のバッテリの前記一端に接続した第４の接点と、
前記第３の接点および第４の接点間の開閉を行う第２の
励磁コイルを備えた第２の切換機構と、 前記第１のバッテリの他端に接続した第５の接点と、前
記第２のバッテリの他端に接続した第６の接点と、前記
第５の接点および前記第６の接点間の開閉を行う第３の
励磁コイルを備えた第３の切換機構と、 前記第１の切換機構のＯＮ作動を検出した後、前記第２
の切換機構をＯＮ作動し、前記第２の切換機構のＯＮ作
動を検出した後、前記第３の切換機構をＯＮ作動し、且
つ前記第３の切換機構のＯＦＦ作動および所定電圧の低
下を検出した後、前記第２の切換機構をＯＦＦ作動し、
前記第２の切換機構のＯＦＦ作動を検出した後、所定の
時間経過を伴って前記第１の切換機構をＯＦＦ作動する
制御機構と、 を具備した構成としたことから、従来のように切換に係
る各接点間のシーケンス調整を行う必要がなく、各切換
機構のＯＮ作動およびＯＦＦ作動を制御機構によって検
出のうえで制御することにより、確実な切換を行えると
いう優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案による自動車用電源装置の基本構成を
示す概略図、第２図はこの考案の一実施例による自動車
用電源装置を示す回路図、第３図は第２図に示した自動
車用電源装置の動作チャート図、第４図は従来の自動車
用電源装置を示す回路図である。 １…自動車用電源装置、 ２…第１のバッテリ、 ３…第２のバッテリ、 ４…第１の切換機構、 ５…第２の切換機構、 ６…第３の切換機構、 ７…制御機構、 １０…第１の接点、 １１…第２の接点、 １２…第１の励磁コイル、 １３…第３の接点、 １４…第４の接点、 １５…第２の励磁コイル、 １６…第５の接点、 １７…第６の接点、 １８…第３の励磁コイル。

フロントページの続き (72)考案者 斎藤 克彦 埼玉県上尾市大字壱丁目１番地 日産ディ ーゼル工業株式会社内 (72)考案者 丹治 雄一 埼玉県上尾市大字壱丁目１番地 日産ディ ーゼル工業株式会社内 (72)考案者 加藤 勝 神奈川県横浜市戸塚区東俣野町1760番地 自動車電機工業株式会社内 (72)考案者 伊藤 邦彦 神奈川県横浜市戸塚区東俣野町1760番地 自動車電機工業株式会社内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】一端が接地され且つ他端が１２ボルト用の
   負荷に接続される１２ボルト供給電圧を有する第１のバ
   ッテリと、 １２ボルト供給電圧を有する第２のバッテリと、 前記第１のバッテリの前記他端に接続した第１の接点
   と、前記第２のバッテリの一端に接続した第２の接点
   と、前記第１の接点および第２の接点間の開閉を行う第
   １の励磁コイルを備えた第１の切換機構と、 前記第２のバッテリの他端に接続した第３の接点と、前
   記第１のバッテリの前記一端に接続した第４の接点と、
   前記第３の接点および第４の接点間の開閉を行う第２の
   励磁コイルを備えた第２の切換機構と、 前記第１のバッテリの他端に接続した第５の接点と、前
   記第２のバッテリの他端に接続した第６の接点と、前記
   第５の接点および前記第６の接点間の開閉を行う第３の
   励磁コイルを備えた第３の切換機構と、 前記第１の切換機構のＯＮ作動を検出した後、前記第２
   の切換機構をＯＮ作動し、前記第２の切換機構のＯＮ作
   動を検出した後、前記第３の切換機構をＯＮ作動し、且
   つ前記第３の切換機構のＯＦＦ作動および所定電圧の低
   下を検出した後、前記第２の切換機構をＯＦＦ作動し、
   前記第２の切換機構のＯＦＦ作動を検出した後、所定の
   時間経過を伴って前記第１の切換機構をＯＦＦ作動する
   制御機構と、 を具備したことを特徴とする自動車用電源装置。