JP3077019U - バッテリー用インテリジェント・スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 バッテリーの放電を防ぎ、運転者が乗り物を
再起動できるように、バッテリー切断後、自動的に自ら
リセットするインテリジェント・スイッチを提供する。 【解決手段】 バッテリーと接続され、バッテリーの電
圧レベルを表示できる電圧信号を与えるようにした構成
の電圧モニター３６と、乗り物の振動を検知し、それを
表示できる振動信号を与える構成をした振動感知器３２
と、電圧信号と振動信号を受けるように接続され、乗り
物の振動が検知されず、バッテリーの電圧レベルが所定
の電圧閾値を下回る時はバッテリーからの電流の流れを
妨げるための第一の状態に、バッテリーの電圧レベルに
拘らず振動を検知した時はバッテリーからの電流の流れ
を可能とする第二の状態にスイッチを切替えるための制
御装置３４と、からなる乗り物のバッテリーの所望しな
い放電を防止するようにしたことを特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、一般的にはスイッチに関する。より詳しくは、望ましくないバッテ リーを防止するためのバッテリー切断スイッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】

自動車、トラック、バス、ボートおよび大抵の芝刈り機等の乗り物のモーター を起動するために最初のエネルギーを与えるに当って使用される充電式バッテリ ーは周知である。また周知の通り、乗り物のエンジンが動き始めると、発電機が バッテリーに充電し、乗り物の電気装荷にエネルギーを与えるための電力を供給 する。電気装荷は、典型的には安全灯・イルミネーション灯を含む種々の灯、パ ワー・ドア・ロックおよびパワー・ウィンドー等のパワー付属品ならびにラジオ 等の電気器具を含む。乗り物のエンジンが動いていない時、発電機は電力を発生 せず、バッテリーは唯一の電源となる。運転者の殆どが経験している通り、自動 車を例にとればエンジンが切られた後もヘッドライトが点いたままであった場合 のように、エンジンが切られており装荷がバッテリーと切断されていなかった場 合、バッテリー放電の危険性がかなり生じる。こうした場合、バッテリーは乗り 物のエンジンを再起動するには不十分な電力した存在せず、運転者を立ち往生さ せる可能性のあるレベルまで放電するおそれがある。更に、バッテリーの放電は 、硫化をもたらす可能性があるため、バッテリーの寿命を縮めることとなる。硫 化は、バッテリープレートの表面に形成された異常な硫酸塩を伴い、バッテリー プレートは、増加した抵抗のために充電を受けることが妨げられる。 現在、バッテリーの状態を監視し、エンジンが切られた後にバッテリーが高い 率または低い率で放電している場合、バッテリーを乗り物の電気装荷と切断する ための切断スイッチが利用可能である。しかし、これらの装置には、一旦バッテ リーが乗り物の電気装荷と切断されると、エンジンを始動するには運転者が手動 でリセットしなければならないという難点がある。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は、このような問題に鑑みてなされたものであって、バッテリーの放電 を防ぐインテリジェント・スイッチを提供するものであり、また、運転者が乗り 物を再起動できるように、バッテリー切断後、自動的に自らリセットするインテ リジェント・スイッチを提供するものであり、更に、バッテリーに組み込まれた 比較的安価なスイッチを提供するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

本考案のバッテリー用インテリジェント・スイッチは、バッテリーからの電流 の流れを妨げるための第一の状態とバッテリーからの電流の流れを可能とする第 二の状態の間で切替える構成のスイッチと、 バッテリーと接続され、バッテリーの電圧レベルを表示できる電圧信号を与え るようにした構成の電圧モニターと、 乗り物の振動信号を受けるように接続され、乗り物の振動が検知されず、バッ テリーの電圧レベルが所定の電圧閾値を下回る時は第一の状態に、バッテリーの 電圧レベルに拘らず振動を検知した時は第二の状態にスイッチを切替えるための 制御信号を発生させる構成をした制御装置と、 からなる乗り物のバッテリーの所望しない放電を防止するようにしたことを特徴 とし、前記インテリジェント・スイッチにおいて、以下の、電圧モニターが、バ ッテリーからの電圧が所定の電圧閾値を下回る時に制御装置で検知された電圧信 号を出力すること、制御装置が中央処理装置からなること、制御装置がマイクロ プロセッサーからなること、電圧レベルが所定の閾値を下回った時と制御装置か ら制御信号が出力された時との間で所定の遅延を与え、振動が検知されると制御 信号は制御装置から出力されないタイマー回路からなること、所定の遅延が凡そ ３０秒であること、スイッチがラッチング継電器からなること、制御信号が制御 パルスからなること、振動感知器が乗り物の振動により振動信号を出力すること 、振動感知器が圧電ディスクまたは磁性感知器からなること、電力を電圧モニタ ー、振動感知器、制御装置およびラッチング継電器に供給するための電力管理ユ ニットからなること、所定の電圧閾値が凡そ１２．１ボルトであること、バッテ リーがプラス端末からなり、インテリジェント・スイッチがプラス端末に接続し てバッテリー内に組み込まれていることが望ましい。 また、本考案のバッテリー用インテリジェント・スイッチは、バッテリーに接続 され、バッテリーからの電流の流れを妨げるための第一の状態とバッテリーから の電流の流れを可能とする第二の状態の間で切替える構成のスイッチと、バッテ リーと接続され、バッテリーからの電圧の所定の電圧閾値を下回る時に低電圧信 号を与えるようにした構成の電圧モニターと、乗り物の振動を検知し、それを表 示できる振動信号を与える構成をした振動感知器と、低電圧信号と振動信号を受 けるように接続され、乗り物の振動が検知されない時は第一の状態に、振動を検 知した時は第二の状態にスイッチを切替えるための制御信号を発生させる構成を した制御装置と、からなる乗り物のバッテリーの所望しない放電を防止するよう にしたことを特徴とする。

【０００５】

【考案の実施の形態】

本考案は、乗り物のバッテリーの望ましくない放電を防ぐインテリジェント・ スイッチである。インテリジェント・スイッチは、バッテリーからの電流の流れ を妨げる第一の状態とバッテリーからの電流の流れを可能にする第二の状態を切 替えるように構成され、バッテリーに接続されたスイッチを含む。電圧モニター は、バッテリーに接続され、バッテリーの電圧レベルを示す電圧信号を与えるよ うに構成されている。振動感知器は、乗り物の振動を検知し、それを示す振動信 号を与えるように構成されている。制御装置は、電圧信号と振動信号を受けるよ うに接続され、乗り物の振動が検知されずバッテリーの電圧レベルに拘らず振動 が検知された場合は第二の状態にスイッチを切替えるための制御信号を発生する ように構成されている。 本考案の特定の側面において、電圧モニターは、バッテリーからの電圧が所定 の電圧閾値を下回る場合に制御装置によって検知された電圧信号を出力するよう に構成される。 本考案の他の側面において、制御装置は中央処理装置、特にマイクロプロセッ サーを構成し、更にインテリジェント・スイッチは、電圧レベルが所定の閾値を 下回る時と制御装置からの制御信号が出力された時の間に所定の遅延を与え、振 動が検知されると、制御信号が制御装置から出力されないタイマー回路を構成す る。

【０００６】 以下、図面により本考案の実施形態について説明する。

【０００７】 図１に言及すると、インテリジェント・スイッチ１０が内部スイッチ・ボック ス１３を介して、またプラス端末１３Ａとマイナス端末１３Ｂに接続してバッテ リー１２内に組み込まれて図示されている。尤も、そうする代わりにインテリジ ェント・スイッチ１０を、外部スイッチ・ボックス（図示せず）等のバッテリー １２の外部に置き、電線（同様に図示せず）を介してバッテリー１２に接続でき ることが了解できよう。インテリジェント・スイッチ１０は１２ボルト・システ ム等の乗り物の電気系統１４と関連して使用するために表されているが、バッテ リーを使用する他の適切な電気系統と一緒にインテリジェント・スイッチを利用 することが理解されよう。乗り物の電気系統１４は自動車、トラック、バス、水 上船舶、芝刈り機等と一緒に使用することができる。

【０００８】 電気系統１４は、乗り物のモーター（図示せず）からの機械エネルギーを電気 系統１４の装荷１８にエネルギーを与える上で有用な電気エネルギーに変換する 発電機１６からなっている。装荷１８は点火システム２０と、ヘッドライト２２ と付属品２４とからなっている。点火システム２０は、周知の通り、主コイルと 点火プラグ（両方とも図示せず）を含めることができる。付属品２４は、ラジオ またはＧＰＳナビゲーション・システム等の追加の電子装置を含めることができ る。更に、スターター２６は周囲の方法で乗り物のモーター（図示せず）をクラ ンクするために設けられている。アース２８は、バッテリー１２と発電機１６、 装荷１８とスターター２６の間の回路を完成させる。

【０００９】 図２に言及すると、本考案によるインテリジェント・スイッチは１０で一般的 に図示されている。インテリジェント・スイッチ１０はスイッチ３０を介してバ ッテリー１２のプラス端末１３Ａに接続され、また振動検知ユニット３２と、制 御装置３４と、バッテリー電圧モニター３６とからなっている。電力管理ユニッ ト３８は適切な電圧と電流をスイッチ３０、振動検知ユニット３２、制御装置３ ４とバッテリー電圧モニター３６に与えるために設けることができる。電力管理 ユニット３８は、周知のレギュレーターからなり、バッテリー１２と入力４０か ら電力を受取るように接続されている。電力管理ユニット３８の出力４２は、そ れぞれ線４４、４６と４８で表すとおり、振動検知ユニット３２と、制御装置３ ４とバッテリー電圧モニター３６に電力を供給する。追加のリード線４９を設け 、バッテリー１２が低電圧レベルまで放電し、スイッチ３０が開いた状態になる と、乗り物の発電機１６（図１）等の追加の電源を介して電力管理ユニット３８ が機能するように設けることができる。

【００１０】 バッテリー電圧モニター３６はバッテリー１２からの入力５０を含んでおり、 望ましい実施例においては、バッテリー１２の低電圧レベルが凡そ１２．１０ボ ルトの所定の閾値を下回ると線５２上で電圧信号を出力するように機能する。バ ッテリー電圧モニターは、前記の機能を果たすものであればどのような適切な装 置であっても良いが、ＳＧＳトムソン社販売の電圧基準装置が望ましい。バッテ リー電圧モニター３６は、例えば、比較器およびアナログ−デジタル（Ａ／Ｄ） コンバーターを含むソリッドステート回路からなる。

【００１１】 スイッチ３０は、開いた状態で表されており、また線５４を介した制御信号入 力に基づき開いた状態と閉じた状態の間で切替えるように機能するラッチング継 電器からなるのが望ましい。電気回路パルスを受けると、スイッチ３０は一の状 態から他の状態に切替えられ、別の電気パルスを受取るまでそのままになってい る。ラッチング継電器はグローリィ・ウィン・インターナショナル・グループ社 販売の電気機装置が望ましい。

【００１２】 振動検知ユニット３２は、乗り物が運転できるようになっているか、または運 転中に、振動を感知し、またそれを特定するように機能する。特に、振動検知ユ ニット３２は乗り物のドアが開いたり、運転者が乗り物に乗り込んだり、および ／または走行中のエンジン等の振動を感知し、振動信号出力を線５６を介して与 える。振動信号がある場合に、振動が感知されていることを表示するのが望まし い。振動検知ユニット３２は、力学的力を電気エネルギーに変換するように配置 された圧電ディスクまたは磁気感知器等の振動感知に適した装置からなることが できる。本考案の実施に有用な磁気感知器の実例は、例えば、物理的振動または 磁石の動きによって惹き起こされる磁界の強度内の振動を感知するための磁界強 度感知器、または振動するかもしくは個別に動く電磁結合コイル間の相互インダ クタンス内の振動を測定する装置を含む。

【００１３】 制御装置３４は、バッテリー電圧モニター５２と振動検知ユニット５６の両方 からの入力を受取り、例えば、ＭＯＳＦＥＴを駆動するために線５４を介してス イッチ３０に電気制御パルス形式の制御信号を出力するようにプログラムされた マイクロプロセッサー等の中央処理装置からなるのが望ましい。スイッチ３０へ の適切な制御信号を形成し、またはその他与えるために追加の回路類を用いるこ とができる。制御装置３４はＳＧＳトムソン社製のマイクロプロセッサーからな るのが望ましいが、その代わりに制御装置３４は、例えば、一以上の比較器およ び／またはプロセッサー以外の一以上の電子ゲートからなるソリッドステート電 子回路からなることもできることが理解されよう。

【００１４】 タイマー５８は、以下で論じるように凡そ３０秒の遅延時間を与えるために選 択的に用いることができる。タイマー５８は、通信線６０を介して制御装置３４ と連絡しているが、制御装置３４は埋め込み式タイマーからなることもできるこ とが理解されよう。更に、制御装置がマイクロプロセッサーからなる場合に、タ イマーの機能をファームウエア等を介して与えることができる。

【００１５】 操作においては、制御装置３４は、線５２を介してバッテリー電圧モニター３ ６からの、また線５６を介して振動検知ユニット３２からの入力を受取る。乗り 物が停止されると、振動検知ユニット３２は振動信号を制御装置３４に与えるの を止める。電圧が凡そ１２．１ボルトの閾値電圧を下回ると、バッテリー電圧モ ニター５２は低電圧信号を制御装置３４に与え、制御装置は、タイマー５８から の凡そ３０秒の遅延の後に、制御パルスをスイッチ３０に与える。こうしてスイ ッチ３０は閉じた状態から開いた状態に変化して、バッテリー１２から乗り物の 装荷１８（図１）への電流の流れを妨げる。この時、制御装置３４は、振動検知 ユニット３２を連続してモニターし、振動検知ユニットからの振動信号を受取る と、別の制御パルスをスイッチ３０に送る。それによって、それを閉じた状態に 変化させ、バッテリー１２から装荷１８（図１）へのエネルギー伝達を可能とす る。

【００１６】 現在最も実際的でかつ望ましい実施例と思われるものと関連づけて本考案を説 明したが、本考案は開示された実施例に限定されるものでないことが理解されよ う。むしろ、添付した実用新案登録請求の範囲の精神と範囲内に含まれる種々の 変更例すべておよび同等な配列を網羅することを意図するものである。

【００１７】

【考案の効果】

以上の説明から理解できるように、本考案のバッテリー用インテリジェント・ スイッチは、バッテリーから電流を電気装荷に対してオフまたはオンに切り替え るスイッチと、バッテリーの電圧レベルを表示でき、かつ電圧信号を出力できる 電圧モニターと、乗り物の振動を検知して表示でき、かつ振動信号を出力できる 振動感知器と、前記の電圧信号および振動信号を受けるように接続される制御装 置とで構成されており、前記スイッチが、前記制御装置では乗り物の振動が検知 されず、バッテリーの電圧レベルが所定の電圧閾値を下回る時にはオフの状態に 、また前記制御装置によってバッテリーの電圧レベルに拘らず振動を検知した時 にはオンの状態にスイッチを切り替えるものであって、例えば、自動車のエンジ ンが切られた後に電気装荷とバッテリーとが自動的に切断され、電気装荷とバッ テリーとの切断忘れが無くなってバッテリーの消耗が防止されるため、エンジン の再起動が可能で、バッテリーが延命され、また、自動車のドアの開閉時や自動 車内への運転者の乗り込み時に生じる振動を感知してスイッチが自動的にリセッ トされ、スイッチを手動によってリセットする操作を不要にすることがでる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のバッテリー用インテリジェント・スイ
ッチを、乗り物に組み込んだ電気系統の略線図である。

【図２】図１のインテリジェント・スイッチの略線図で
ある。

【符号の説明】

１０ インテリジェント・スイッチ １２ バッテリー １３ 内部スイッチ・ボックス １３Ａ プラスのバッテリー端末 １３Ｂ マイナスのバッテリー端末 １４ 乗り物の電気系統 １６ 発電機 １８ 装荷 ２０ 点火システム ２２ ヘッドライト ２４ アクセサリー ２６ スターター ２８ アース ３０ ラッチング継電器 ３２振動検知器 ３４ 制御装置 ３６、５２ バッテリー電圧モニター ３８ デンリョク管理装置 ４０、５０ 入力 ４２ 出力 ４４、４６、４８、５４、５６ 線 ４９ リード ５８ タイマー ６０ 通信線

Claims (14)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 バッテリーに接続され、バッテリーから
   の電流の流れを妨げるための第一の状態とバッテリーか
   らの電流の流れを可能とする第二の状態の間で切替える
   構成のスイッチと、バッテリーと接続され、バッテリー
   の電圧レベルを表示できる電圧信号を与えるようにした
   構成の電圧モニターと、乗り物の振動を検知し、それを
   表示できる振動信号を与える構成をした振動感知器と、
   電圧信号と振動信号を受けるように接続され、乗り物の
   振動が検知されず、バッテリーの電圧レベルが所定の電
   圧閾値を下回る時は第一の状態に、バッテリーの電圧レ
   ベルに拘らず振動を検知した時は第二の状態にスイッチ
   を切替えるための制御装置と、からなる乗り物のバッテ
   リーの所望しない放電を防止するためのインテリジェン
   ト・スイッチ。
2. 【請求項２】 電圧モニターが、バッテリーからの電圧
   が所定の電圧閾値を下回る時に制御装置で検知された電
   圧信号を出力する構成をした、請求項１記載のインテリ
   ジェント・スイッチ。
3. 【請求項３】 制御装置が中央処理装置からなる、請求
   項１記載のインテリジェント・スイッチ。
4. 【請求項４】 制御装置がマイクロプロセッサーからな
   る、請求項１記載のインテリジェント・スイッチ。
5. 【請求項５】 電圧レベルが所定の閾値を下回った時と
   制御装置から制御信号が出力された時との間で所定の遅
   延を与え、振動が検知されると制御装置は制御装置から
   出力されないタイマー回路からなる、請求項１記載のイ
   ンテリジェント・スイッチ。
6. 【請求項６】 所定の遅延が凡そ３０秒である、請求項
   ５記載のインテリジェント・スイッチ。
7. 【請求項７】 スイッチがラッチング継電器からなる、
   請求項１記載のインテリジェント・スイッチ。
8. 【請求項８】 制御信号が制御パルスからなる、請求項
   ７記載のインテリジェント・スイッチ。
9. 【請求項９】 振動感知器が乗り物の振動により振動信
   号を出力する、請求項１記載のインテリジェント・スイ
   ッチ。
10. 【請求項１０】 振動感知器が圧電ディスクまたは磁性
    感知器からなる、請求項９記載のインテリジェント・ス
    イッチ。
11. 【請求項１１】 電力を電圧モニター、振動感知器、制
    御装置およびラッチング継電器に供給するための電力管
    理ユニットからなる、請求項７記載のインテリジェント
    ・スイッチ。
12. 【請求項１２】 所定の電圧閾値が凡そ１２．１ボルト
    である、請求項１記載のインテリジェント・スイッチ。
13. 【請求項１３】 バッテリーがプラス端末からなり、イ
    ンテリジェント・スイッチがプラス端末に接続してバッ
    テリー内に組み込まれている、請求項１記載のインテリ
    ジェント・スイッチ。
14. 【請求項１４】 バッテリーに接続され、バッテリーか
    らの電流の流れを妨げるための第一の状態とバッテリー
    からの電流の流れを可能とする第二の状態の間で切替え
    る構成のスイッチと、バッテリーと接続され、バッテリ
    ーからの電圧が所定の電圧閾値を下回るときに低電圧信
    号を与えるようにした構成の電圧モニターと、乗り物の
    振動を検知し、それを表示できる振動信号を与える構成
    をした振動感知器と、低電圧信号と振動信号を受けるよ
    うに接続され、乗り物の振動が検知されない時は第一の
    状態に、振動を検知した時は第二の状態にスイッチを切
    替えるための制御信号を発生させる構成をした制御装置
    と、からなる乗り物のバッテリーの所望しない放電を防
    止するためのインテリジェント・スイッチ。