JPH02175351A - 車両用補助電源 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は車両に塔載されたバッテリの充電量が不足のと
包、エンジン始動時にバッテリに付加してエンジンを始
動させようとする車両用補助電源に関する。

（従来の技術） 従来から車両にはエンジンのスタータや他の補機類の電
源として鉛蓄電池が搭載され、エンジン始動時にはスタ
ータに例えば１００〜２００Ａ程度の大電流を短時間供
給し、この大電力によるスタータトルクによってエンジ
ンのクランク軸を回転せしめ、エンジンの始動を行って
いる。

そして、始動時に消費された大電力の充電は、走行中の
車両の発電機（オルタネータ）からの電力により鉛蓄電
池の充電が行われている。

一方、自動車用電源装置の提案として、直流電源に対し
、エンジンスタータとスタータスイッチとの直列回路と
、単一方向性素子とコンデンサとの直列回路とを並列接
続し、該コンデンサの両端を負荷に接続して負荷に電力
を供給する提案が実開昭５６−１４６６４４号公報に開
示されている。

（発明が解決しようとする課題） 上述の二次電池として充放電の可能な周知の鉛蓄電池（
バッテリ）は電解液と電極との化学作用により充放電を
行うため、放電時には第８図（ａ）に示す放電特性のよ
うに短時間内では大電流の放電ができるが、充電に際し
ては第８図（ｂ）に示す一例のように、ＩＯＡ以下の電
流を長時間供給して充電が行われるもので、大電流を供
給すると発熱や電極の変形を生じて破損に至るものであ
る。

したがフて、走行距離が短く、乗車時間の少ない自動車
ユーザー（一般の通勤用事）や、停車、発進の多いユー
ザー（宅配車など）の場合では、エンジンの始動回数が
多い割合に乗車時間が少ないため、始動時のバッテリの
放電電力を補うよう十分に充電できず、いわゆるバッテ
リ上がりを生じてエンジンの始動が不可能になる虞があ
る。

また、上述の後者の自動車用電源装置の提案においては
、電気二重層コンデンサを用いた大容量コンデンサを電
源回路に採用しているが、この大容量コンデンサは負荷
用のものでエンジン始動時にはダイオードによりスター
タ回路と切離され、エンジン始ｖＪ電源として考慮され
ていないものである。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、
その目的はバッテリの蓄電量が減じてもエンジンの始動
時にスタータに大電流が供給できるような車両用補助電
源を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明によれば、蓄電量の減じたバッテリに接続してエ
ンジンスタータへの給電を助勢する車両用補助電源にお
いて、前記バッテリの蓄電量により充電される大容量コ
ンデンサと、該大容量コンデンサの充電状態を検出する
充電検出手段と、大容量コンデンサ端子を前記バッテリ
の端子に接続する接続手段とを備えた車両用補助電源が
提供される。

（作用） 本発明では、始動時のバッテリの補助電源として大容量
コンデンサを有する装置を並列接続するので、バッテリ
の残存蓄電量により大容量コンデンサが充電され、エン
ジン始動時には大容量コンデンサに充電された電気エネ
ルギーによりスタータが駆動されてエンジンが始動され
る。

（実施例） つぎに本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明
する。

＄１図は本発明の一実施例の内部構成を示す回路図、第
２図は本実施例に用いる充電検出回路の回路図、第３図
は本実施例の外形を示す斜視図である。

これらの図面において、１は大容量コンデンサであり、
電子装置のメモリのバックアップ電源などに使用される
電気二重層コンデンサの大規模のものが採用され、静電
容量が１００Ｆ〜１ｊＯＦ（ファラッド）のもので、充
電検出手段となる充電検出回路２と並列に接続されて、
ケース３に収納されている。

ここでコンデンサの静電容量について説明すると、通常
、排気量１．５１程度のガソリンエンジンの始動時に必
要なスタータの電流は１００〜２００Ａ程度であり、エ
ンジンを起動させる時間は最大数秒間で十分である。し
たがって、コンデンサの容量はこのような要求を満足さ
せる値が必要である。

第４図はコンデンサの放電特性の一例であり、一般のコ
ンデンサの放電式は、次式で表わされ、Ｉ＝十＝４９−
ＣＸＰ（−ｋ）　　　・・・・・・（１）ここで、Ｅｏ
・・・コンデンサの充電電圧Ｒ・・・負荷抵抗 Ｃ・・・コンデンサ容量　　であり、Ｒの負荷抵抗はガ
ソリン車の場合は０．０５Ω程度である。また、前述の
ように放電の時間は数秒間でよいため、　Ｒ・Ｃ＝５〜
７（ｓｅｃ）とすると、　　ＣΣ１００〜１．５０（Ｆ
）となる。

充電検出回路２は、大容量コンデンサ１の端子電圧が充
電されて所定電圧に達したことを示す発光器２１と、検
出回路２２とから構成されている。

そして、第２図（ａ）は発光器２１に発光ダイオードＡ
、検出回路２２に定電圧ダイオードＢを用いたもので、
第２図（ｂ）は発光器２１に豆球Ｃ１検出回路２２に定
電圧ダイオードＤと比較器Ｅおよび抵抗器Ｒ１〜Ｒ３な
どを用いたものであり、これらのいずれかの充電検出回
路が採用されて、発光器２１が外面から確認できるよう
にケース３に収められている。

３１は＋クリップ、および３２は−クリップで接続手段
となるものであり、大容量コンデンサ１の十端子Ｐ、お
よび一端子Ｑにそれぞれリード線により接続され、ケー
ス３の外部に引出されており、後述するエンジンの始動
時には、車両のバッテリ端子に接続して使用するもので
ある。

第５図は本実施例を用いてエンジンの始動を行う際の回
路図であり、ケース３から引出されている＋クリップ３
１と一クリップ３２を、車両のバッテリ５のそれぞれの
端子に接続した回路を示すものである。ここでバッテリ
５は充電量が減少して、スタータスイッチ６を投入して
スタータモータ７に通電しても、その充電量が少ないた
めエンジンの始動が不能のものとする。

つぎに、このように構成された本実施例の作動を説明す
ると、第５図において、クリップ３１゜３２によりバッ
テリ５の端子に大容量コンデンサ１を接続すると、残存
電気量の少ないバッテリ５の電気エネルギーにより、時
間の経過とともに第６図の充電特性のように大容量コン
デンサ１の端子電圧が上昇していく。そして、予め大容
量コンデンサ１の蓄電量により始動可能な所定電圧を設
定しておぎ、該所定電圧に大容量コンデンサ１の端子電
圧が到達すると充電検出回路２が、これを検出して発光
器２１を点灯することになる。なお、第２図（１１）に
おいては定電圧ダイオードＢのツェナ電圧を超えると発
光ダイオードＡが発光するものであり、第２図（ｂ）に
おいては比較器Ｅに加わる入力のうち、定電圧化されて
いないＲ１，Ｒ２側のＲ２に印加される電圧が定電圧ダ
イオードＤの電圧を超過したとき、比較器Ｅがこれを検
出してドライバートランジスタＦを介して豆球Ｃを点灯
するものである。したがフてこのようにして時間ｔ′が
経過し充電検出回路２の発光器２１が点灯すると、大容
量コンデンサ１にはエンジン始動に必要な電気エネルギ
が蓄電されたことになり、この確認後、スタータスイッ
チ６を投入すれば、スタータモータ７の回路に大容量コ
ンデンサ１の電荷と、バッテリ５からの電力が供給され
、バッテリ５の弱い電力のみでは駆動不能であったスタ
ータモータ７も、大容量コンデンサ１からの電荷の助勢
により、エンジンの始動が可能となる。

以上、本発明を上述の実施例を用いて説明したが５本発
明の主旨の範囲内で種々の変形が可能であり、これらの
変形を本発明の範囲から排除するものではない。

（発明の効果） 本発明によれば、車両用の補助電源として多量の電荷を
蓄積できる大容量コンデンサを有する装置をバッテリに
付加してエンジンを始動するので、走行距離が短かく、
乗車時間の少ないユーザーの車両や、発進、停車の多い
車両のため、バッテリの蓄電量が常に少ない場合でも、
付加した大容量コンデンサの電荷によりスタータを駆動
してエンジンの始動が可能になる効果が得られる。

例えば、蓄電量が９５％程度放電したバッテリにて約１
５０Ｆのコンデンサを充電するときのデータを第７図に
示すが、はぼ２０秒程度でコンデンサの充電が完了する
ものであり、これにより十分にエンジン始動が可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の内部構成を示す回路面、第
２図は本実施例に用いる充電検出回路の回路図、第３図
は本実施例の外形を示す斜視図、第４図はコンデンサの
放電特性、第５図は本実施例を用いてエンジン始動を行
う際の回路図、第６図はコンデンサの充電特性及び設定
電圧の説明図、第７図は大容量コンデンサの充電特性、
第８図はバッテリの充放電特性を示す曲線図である。 １・・・大容量コンデンサ、２・・・充電検出回路、５
・・・バッテリ、７・・・エンジンスタータ、２１・・
・発光器、Ａ・・・発光ダイオード、Ｂ、Ｄ・・・定電
圧ダイオード、Ｅ・・・比較器。 特許出願人　　いすｙ自動車株式会社

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）蓄電量の減じたバッテリに接続してエンジンスタ
   ータへの給電を助勢する車両用補助電源において、前記
   バッテリの蓄電量により充電される大容量コンデンサと
   、該大容量コンデンサの充電状態を検出する充電検出手
   段と、大容量コンデンサ端子を前記バッテリの端子に接
   続する接続手段とを備えたことを特徴とする車両用補助
   電源。
2. （２）前記大容量コンデンサに電気二重層コンデンサを
   採用したことを特徴とする車両用補助電源。
3. （３）前記充電検出手段に発光ダイオードと定電圧ダイ
   オードを用い、該定電圧ダイオードのツェナ効果により
   発光ダイオードを発光させて大容量コンデンサの充電状
   態を検出することを特徴とする請求項（１）記載の車両
   用補助電源。
4. （４）前記充電検出手段に電圧比較器と定電圧ダイオー
   ドと表示器とを用い、大容量コンデンサの端子電圧に係
   る電圧と定電圧ダイオードにより制御される電圧とを電
   圧比較器に入力し、該電圧比較器の出力を表示器にて検
   出して大容量コンデンサの充電状態を検出することを特
   徴とする請求項（１）記載の車両用補助電源。