JPH0669266B2 - バツテリイの充放電警告装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、バッテリィの充放電状態を検知して過充電や
過放電を警報表示するようにしたバッテリィの充放電警
告装置に関する。

（従来技術） 従来、自動車などに用いられるバッテリィの充放電警告
装置としては、例えば第６図に示すものが知られている
（特公昭５９−１０５４１号）。

第６図において、１はオルタネータであり、ダイオード
２及び抵抗３を介してバッテリィ４を充電できるように
している。バッテリィ４の充放電電流が流れる抵抗３に
は第１の電流コイル５が抵抗６を介して並列接続され、
電流コイル５はリードスイッチ７に巻き回され、バッテ
リィ４の充放電電流に応じた起磁力を発生する。リード
スイッチ７はヒューズ８及びイグニッションスイッチ９
を介してバッテリィ４及び又はオルタネータ１からの電
源供給を受け、リードスイッチ７の出力側は抵抗１０を
介してトランジスタ１１のベースに接続され、トランジ
スタ１１はコレクタ負荷として警報ランプ１２を接続し
ている。更に、リードスイッチ７には起磁力を差動的に
発生する第２の電流コイル１３が巻き回されており、第
２の電流コイル１３は抵抗１４を介してイグニッション
スイッチ９の二次側と接地間に接続され、一定電流を流
すことで第１の電流コイル７の起磁力を打消す方向に一
定の起磁力を発生している。

このような充放電警告装置の動作特性は第７図に示すよ
うになる。

第７図は横軸に充電電流（右側）と放電電流（左側）
を、縦軸に充放電電流で発生される起磁力をとって第１
及び第２の電流コイル５，１３の電流−起磁力特性とリ
ードスイッチ７のオン、オフ動作を示す。

まず第１の電流コイル５は直線Ｉで示す電流−起磁力特
性をもち、また第２の電流コイル１３は直線IIに示す電
流−磁気特性をもち、斜線部で示すリードスイッチ７の
ＯＦＦ領域を越える一定の起磁力を発生するようにして
いる。そしてリードスイッチ７には両者の特性を合成し
た直線IIIで与えられる電流−起磁力特性が与えられ
る。

このような合成特性IIIに対しリードスイッチ７は斜線
で示す範囲内でオフ状態にあり、斜線の範囲を越える起
磁力を受けるとオンし、トランジスタ１１の駆動で警報
ランプ１２を点灯する。

具体的に説明すると、まずオルタネータ１が停止してい
る状態でイグニッションスイッチ９をオンすると、この
場合は第２の電流コイル１３のみによる起磁力をリード
スイッチ７が受けてオンし、警報ランプ１２を点灯す
る。続いてエンジン始動によりスタータモータへのバッ
テリィ放電が開始されると、放電電流が大きい初期段階
では警報ランプ１２を点灯し続けるが、エンジンの始動
でオルタネータ１からの発電出力が得られてくると、充
電電流は斜線部の範囲に収まることでリードスイッチ７
がオフして警報ランプを消灯する。

またオルタネータ１の作動中は、通常は斜線部の範囲内
に収まる充電状態にあることから、リードスイッチ７は
オフ状態に保たれ、警報ランプ１２は消灯している。一
方、斜線部の範囲を越える過充電になったり、放電状態
に移行すると、リードスイッチ７がオンし、警報ランプ
１２が点灯して警告する。

一方、バッテリィ４のプラス側端子が外れた場合には、
第２の電流コイル１３のみの起磁力に戻ることからリー
ドスイッチ７がオンして警報ランプ１２が点灯し、更に
プラズマ側端子が外れた状態でアース側に接地した場合
には、例えば合成特性IIIのＰ点の状態となって警報ラ
ンプ１２が点灯するようになる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来のバッテリィ充放電警告
装置にあっては、合成特性IIIを作り出すための第２の
電流コイル１３による起磁力の値を特性IIに示すよう
に、斜線部で示すリードスイッチ７のＯＦＦ領域を越え
たＯＮ領域の値に設定するようにしていたため、バッテ
リィの放電状態については放電電流のいかんに係わらず
常時警報ランプ１２が点灯し、またΔｉで示す僅かに充
電電流が流れる状態にあっても警報ランプを点灯してし
まう。ところが、走行中においてバッテリィ４は常に充
電状態にあるとは限らず、エアコンなどの車載機器の運
転状態やエンジン回転の変化等により充放電を繰り返す
のが一般的であり、このため従来装置にあっては走行中
におけるバッテリィ充放電の繰り返しに応じて警報ラン
プの点滅を頻繁に繰り返すこととなり、本来の充放電警
告の役割りが果せないとい問題があった。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
ので、走行中にバッテリィ充放電の繰返しがあっても誤
った警報表示が行なわれず、且つ過充電及び過放電につ
いては確実に警報する高い信頼性を備えたバッテリィの
充放電警告装置を提供することを目的とする。

バッテリィ（４）の充放電電流に応じた起磁力を電流コ
イル（１５）で発生し、この起磁力が第１の値の時に開
閉を切り換える第１のリードスイッチ（１８）を設ける
とともに、その第１の値よりも小さい第２の値の時に開
閉を切り換える第２のリードスイッチ（２５）を設け、
前記第１のリードスイッチ（１８）の開閉に基づく前記
起磁力が前記第１の値よりも大きい時、または前記第２
のリードスイッチ（２５）の開閉に基づく前記起磁力が
前記第２の値よりも小さい時に警報表示手段（１２）に
よって警報表示を行わせ、そして第２のリードスイッチ
（２５）の開閉動作に基づく前記警報表示手段（２１）
の警報表示を遅延手段（２３，２４）で所定時間遅延さ
せるで、走行中に充放電を繰り返しても警報表示が行な
われないようにしたものである。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例を示した回路図である。

まず構成を説明すると、１はオルタネータであり、オル
タネータ１の出力は抵抗１６を介してバッテリィ４のプ
ラス側に接続されており、オルタネータ１の発電出力で
バッテリィ４を充電できるようにしている。バッテリィ
４の充放電電流が流れる抵抗１６には、電流コイル１５
が電流制限用の抵抗１７を介して並列接続され、電流コ
イル１５はバッテリィ４の充放電電流に応じた起磁力を
発生する。この電流コイル１５は第１のリードスイッチ
１８と第２のリードスイッチ２５に巻き回されており、
リードスイッチ１８，２５のそれぞれは充放電電流によ
る電流コイル１５の起磁力を受けて開閉動作を行なう。

ここで第１のリードスイッチ１８に対し、第２のリード
スイッチ２５としては感度の高いものが使用されてい
る。即ち、第１のリードスイッチ１８は所定範囲を越え
る電流コイル１５の起磁力を受けてオンするのに対し、
第２のリードスイッチ２５は第１のリードスイッチ１８
よりも小さい起磁力の範囲を越える電流コイル１５の起
磁力を受けたときにオンするようになる。

第１のリードスイッチ１８はイグニッションスイッチ９
の二次側に電流制限用の抵抗１９を介して接続され、抵
抗１９と第１のリードスイッチ１８との接続点を抵抗２
１を介してトランジスタ２０のベースに接続している。
また、第２のリードスイッチ２５は抵抗２２を介してト
ランジスタ２０のエミッタに接続される。トランジスタ
２０はイグニッションスイッチ９の二次側に接続した抵
抗２３とコンデンサ２４の直列接続回路で成るタイマ回
路、即ち抵抗２３とコンデンサ２４の接続点に接続さ
れ、このタイマ回路を構成する抵抗２３とコンデンサ２
４の接続点は、更にトランジスタ２６のベースに接続し
ており、トランジスタ２６はコレクタ負荷として警報ラ
ンプ１２を接続している。

更に、イグニッションスイッチ９の二次側とオルタネー
タ１に於けるＬ端子の間にはリレーコイル２７が接続さ
れ、リレーコイル２７の通電で閉じるリレー接点２７ａ
はトランジスタ２６のコレクタと接地間に接続され、リ
レー接点２７ａの閉成で警報ランプ１２を点灯できるよ
うにしている。ここでオルタネータ１のＬ端子は、オル
タネータ１の停止状態で接地電位にあり、そのためオル
タネータ１の設置状態でイグニッションスイッチ９をオ
ンすると、リレーコイル２７が通電される。また、オル
タネータ１が作動すると、Ｌ端子に発電電圧が現われ、
リレーコイル２７の両端を同電位とすることでリレーコ
イル２７の通電を遮断するようになる。

次に、第２図の動作特性図を参照して第１図の実施例の
作用を説明する。

第２図は第１図に於ける電流コイル１５に流れる充放電
電流と起磁力の関係を示したもので、横軸右側に充電電
流を、左側に放電電流をとり、且つ縦軸に充放電電流に
より電流コイル１５で発生する起磁力をとっており、実
線で示す所定の傾きをもった原点を通る電流起磁力特性
が得られる。

更に、斜線で示す範囲の上下の幅が電流コイル１５の起
磁力による第１のリードスイッチ１８のオフ領域であ
り、その内側に感度の高い第２のリードスイッチ２５の
オフ領域が形成されており、このため斜線部で示す領域
では第１のリードスイッチ１８がオフ、第２のリードス
イッチ２５がオンとなっている。

更に、特性直線に於けるａ〜ｄ点は各オフ領域の起磁力
及び充放電電流を与える特異点であり、更にｅ点は後の
説明で明らかにするようにバッテリィ４のプラス端子が
外れて接地したときの動作点となる。

そこで第１図の実施例の動作を具体的に説明すると、ま
ずオルタネータ１が停止した状態でイグニッションスイ
ッチ９をオンすると、そのときバッテリィ４から負荷に
流れる電流は零若しくは極く僅かであり、電流コイル１
５の起磁力による動作点は原点０〜ｃ点の間にあり、起
磁力が小さいことから第１及び第２のリードスイッチ１
８，２５は共にオフとなっている。

しかしながら、イグニッションスイッチ９のオンにより
イグニッションスイッチ９の二次側にバッテリィ４から
の電源電圧が供給されるため、オルタネータ１の停止に
よりＬ端子は接地状態にあることからリレーコイル２７
に電流が流れ、リレーコイル２７の通電でリレー接点２
７ａが閉じることで警報ランプ１２が点灯される。

次に、イグニッションスイッチ９をスタート位置に回す
ことによりエンジンが始動されたとすると、エンジンの
始動でオルタネータ１が作動状態となり、オルタネータ
１のＬ端子に略バッテリィ電圧に相当する発電電圧が現
われることでリレーコイル２７の通電が断たれ、リレー
接点２７ａが開いて警報ランプ１２を消灯させる。

更に、オルタネータ１の作動状態に於いて充放電電流が
少なく、第２図の動作点ｂ〜ｃの間にあるときには、電
流コイル１５による起磁力が小さいことから、第１及び
第２のリードスイッチ１８，２５は共にオフとなってお
り、第２のリードスイッチ２５のオフによりトランジス
タ２０のエミッタが浮いていることからオフ状態にあ
り、トランジスタ２０がオフになっているとイグニッシ
ョンスイッチ９の二次側より抵抗２３を介してコンデン
サ２４が充電され、一定時間後にコンデンサ２４の充電
電圧が一定電圧に達するとトランジスタ２６がオンして
警報ランプ１２を点灯することになる。

しかしながら、オルタネータ１が作動状態にある運転走
行中にあっては、バッテリィ４が第２図の動作点ａ〜ｄ
の範囲内で充放電を繰り返しており、この充放電により
例えば動作点ｂ〜ｃの領域から動作点ｃ〜ｄの領域に充
電電流が増加したとすると、第２のリードスイッチ２５
のオフ領域を越える起磁力が電流コイル１５で発生され
ることから第２のリードスイッチ２５がオンし、第２の
リードスイッチ２５のオンによりトランジスタ２０が作
動してコンデンサ２４を放電リセットさせ、再び動作点
ｂ〜ｃに戻ってきた時にコンデンサ２４は初期状態から
改めて充電されることとなり、この結果、動作点ｂ〜ｃ
の範囲にある時間が抵抗２３とコンデンサ２４て成るタ
イマ回路の設定時間以内となっている限り警報ランプ１
２が点灯することはない。

一方、動作点ａ〜ｂの放電状態、若しくは動作点ｃ〜ｄ
の充電状態にあるときには、第２のリードスイッチ２５
のオンによりトランジスタ２０がオンし、トランジスタ
２６のベースを接地電位に引き込んでカットオフ状態に
することから、警報ランプ１２が点灯することはない。

次に、充放電状態が過大になると、第２図の動作点ａま
たはｂを越えることで第１のリードスイッチ１８がオン
してトランジスタ２０のベースを接地レベルに引き込ん
でカットオフし、コンデンサ２４の放電リセット状態が
解除されることで抵抗２３とコンデンサ２４で成るタイ
マ回路の設定時間後にトランジスタ２６がコンデンサ２
４の充電電圧でオンし、警報ランプ１２を点灯し、過充
電若しくは過放電を警報表示するようになる。

更に、バッテリィ４のプラス側端子が外れた場合には、
電流コイル１５による起磁力がなくなるため、第１及び
第２のリードスイッチ１８，２５が共にオフし、抵抗２
３とコンデンサ２４で成るタイマ回路の設定時間による
遅延後にトランジスタ２６をオンして警報ランプ１２を
点灯するようになる。更に、バッテリィ４のプラス端子
から外れたケーブルがアース電位のもの、例えば車体に
接触した場合には、電流コイル１５に短絡電流が流れる
ことで、例えば動作点ｅに移行し、第１のリードスイッ
チ１８がオンすることで同様に警報ランプ１２を点灯し
て警報表示を行なうようになる。

第３図は本発明の他の実施例を示した回路図である。こ
の実施例は電流コイル１５を巻き回した第１のリードス
イッチ１８の他の電流コイル３０を巻き回して差動的な
起磁力を発生させるようにしたことを特徴とする。

即ち、第１のリードスイッチ１８と第２のリードスイッ
チ２５には第４図に取り出して示すように、バッテリィ
４の充放電電流が流れる電流コイル１５を巻き回すと共
に、第１のリードスイッチ１８については差動的な起磁
力、即ち電流コイル１５の起磁力を打ち消す方向に作用
する起磁力を発生する電流コイル３０を巻き回し、この
電流コイル３０を抵抗３１を介してイグニッションスイ
ッチ９の二次側と接地間に接続することで抵抗３１で定
まる一定電流を流し、第１のリードスイッチ１８に充放
電電流で定まる電流コイル１５の起磁力と、電流コイル
３０による一定の起磁力を差動的に作用させている。

尚、他の構成は第１の実施例と同じになる。

このように第１のリードスイッチにつき一定の起磁力を
差動的に生ずる他の電流コイル３０を巻き回すことで第
２図に示した動作特性は第５図に示すように、第２のリ
ードスイッチのオフ領域を与える動作点ａ〜ｄが想像線
で示すように動作点ａ１〜ｄ１に移動する。この結果、
電流コイル３０の起磁力を調整することで充電時と放電
時に於ける警報動作点となる電流値を任意に可変するこ
とができる。

尚、上記の実施例にあっては設定した範囲を起磁力が越
えたときに第１または第２のリードスイッチ１８，２５
をオンさせるようにしていたが、逆に所定範囲を起磁力
が越えたときにリードスイッチ１８，２５をオフさせる
ようにしても良く、この場合にはリードスイッチ１８，
２５により制御されるトランジスタ２０，２６としてＰ
ＮＰ型のものを使用すれば良い。

（発明の効果） 以上説明してきたように本発明によれば、バッテリィの
充放電電流に応じた起磁力を電流コイルで発生し、この
起磁力が第１値の時に開閉を切り換える第１のリードス
イッチ（１８）を設けるとともに、その起磁力が第１の
値よりも小さい第２の値の時に開閉を切り換える第２の
リードスイッチ（２５）を設け、起磁力が第１の値より
も大きい時は第１のリードスイッチの開閉に基づき、ま
た起磁力が第２の値よりも小さい時には第２のリードス
イッチの開閉に基づいて警報表示手段（１２）による警
報表示を行わせ、そして第２のリードスイッチ（２５）
の開閉動作に基づく警報表示手段（１２）の警報表示を
遅延手段（２３，２４）により所定時間遅延させるよう
にしたため、バッテリィの充放電停止状態、過放電、過
放電、バッテリィの端子外れ等の充放電状態を検知し
て、確実に警報表示することができると共に、走行中に
充放電が繰り返されたとしてもタイマ回路等の遅延手段
の作用で走行中に警報表示が頻繁に繰り返されることを
確実に防ぎ、信頼性の高いバッテリィの警告表示が実現
される。

更に、充放電電流に応じた電流コイルの起磁力に対し、
他の電流コイルにより差動的に起磁力を加えることで充
放電電流の警報設定値を容易に設定変更することがで
き、バッテリィ負荷や車種に応じた適切なバッテリィ警
告表示を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示した回路図、第２図は第
１図の実施例の動作特性図、第３図は本発明の他の実施
例を示した回路図、第４図は第３図におけるリードスイ
ッチに対する電流コイルの巻き回し状態の説明図、第５
図は第３図の実施例の動作特性を第１図のものと対比し
て示した動作特性図、第６図は従来例を示した回路図、
第７図は従来例の動作特性図である。 １：オルタネータ ４：バッテリィ ９：イグニッションスイッチ １２：警報ランプ １５，３０：電流コイル 16,17,19,21,22,23,31：抵抗 １８：第１のリードスイッチ ２０，２６：トランジスタ ２４：コンデンサ ２５：第２のリードスイッチ ２７：リレーコイル ２７ａ：リレー接点

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】バッテリィ（４）と、 該バッテリィ（４）の充放電電流に応じた起磁力を発生
   する電流コイル（１５）と、 該電流コイル（１５）の発生する起磁力が第１の値の
   時、開閉を切り換える第１のリードスイッチ（１８）
   と、 前記起磁力が前記第１値よりも小さい第２の値の時に、
   開閉を切り換える第２のリードスイッチ（２５）と、 前記第１のリードスイッチ（１８）の開閉動作に基づき
   前記起磁力が前記第１の値よりも大きい時に、または前
   記第２のリードスイッチの開閉動作に基づき前記起磁力
   が前記第２の値よりも小さい時に警報表示する警報表示
   手段（１２）と、 前記第２のリードスイッチの開閉動作に基づく前記警報
   表示手段（１２）の警報表示を所定時間遅延させる遅延
   手段（２３，２４）と を備えたことを特徴とするバッテリィの充放電警告装
   置。
2. 【請求項２】前記第１の値を充電電流と放電電流とで異
   ならせる第２の電流コイル（３０）を備えたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載のバッテリィの充放電
   警告装置。