JPH02202325A - 車両用バッテリ充電装置 - 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） この発明は、交流電源の電圧を整流して車両用バッテリ
を充電する車両用バッテリ充電装置に係り、特にスター
タ・モータを駆動するのに適した尭車両用バッテリ充電
装置に関する。

（従来の技術） 従来、車両用バッテリ充電装置は、バッテリを充電しな
がら、或いは、バッテリを充電しない状態で、スタータ
・モータを駆動するために使用される場合があり、スタ
ータ・モータを駆動する電流を流しても耐え得る規格に
設計されている。この規格は、スタータ・モータを一定
時間オンさせた後さらに一定時間オフし、これを繰り返
すという条件である。規格の一例を述べれば、オン時間
が３秒オンでオフ時間が７秒である。

（発明が解決しようとする課題） ところが、エンジンがなかなか始動しない場合等に、規
格よりも厳しい条件、即ち規格よりもオン時間を長くま
たはオフ時間を短くして使用する場合があった。このよ
うな場合に、車両用バッテリ充電装置において、構成部
品の焼損、過電流保護用ヒユーズの溶断、過電流保護用
スイッチの開成等を招き、スタータ・モータの駆動が中
断されることがあった。

そこで、この発明は、スタータ・モータを駆動する場合
に、構成部品の焼損等を招くことのない車両用バッテリ
充電装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） このような目的を達成するために、この発明の車両用バ
ッテリ充電装置は、交流電源の電圧を整流して車両用バ
ッテリを充電する車両用バッテリ充電装置において、ス
タータ・モータへの通電を検出して通電状態を出力する
通電検出回路と、設定された時間のオン・オフ信号を前
記通電検出回路の出力に応じて出力するタイマー回路と
、タイマー回路から出力されたオン・オフ信号に応じて
前記スタータ・モータへの通電をオン・オフするスイッ
チ回路とを備えたことを要旨とする。

（作用） この発明の車両用バッテリ充電装置では、交流電源の電
圧を整流して車両用バッテリを充電する電圧を発生させ
る。この電圧を用いてスタータモータを駆動させる場合
、通電検出回路はスタータ・モータへの通電を検出して
通電状態を出力する。タイマー回路は、通電検出回路の
出力に応じて規格と同じ値または規格よりも緩い値に設
定された時間でオン・オフ信号を出力する。スイッチ回
路は、タイマー回路から出力されたオン・オフ信号に応
じて前記スタータ・モータへの通電をオン・オフする。

（実施例） 第１図は、この発明の車両用バッテリ充電装置の基本構
成を示すブロック図である。

この発明の車両用バッテリ充電装置１０は、整流回路１
１、通電検出回路１２、タイマー回路１３、スイッチ回
路１４等を基本的な構成とし、入力側に交流電源１５、
出力側にバッテリ１６、スタータ・モータ・１７がそれ
ぞれ接続される。整流回路１１の正極１８には、通電検
出回路１２とスイッチ回路１４とが接続される。また、
通電検出回路１２はタイマー回路１３を介してスイッチ
回路１４に接続され、通電検出回路１２の出力に基づき
、タイマー回路１３によって、スイッチ回路１４が制御
される。

なお、整流回路１１の負極１９に、通電検出回路１２と
スイッチ回路１４とを接続してもよいことは勿論である
。

次に、この発明の車両用バッテリ充電装置のさらに具体
的な例を述べる。

第１図は、この発明の車両用バッテリ充電装置の一実施
例を示す回路図である。

交流電源１５は、商用電源または発電機により得られる
。

整流回路１１は、トランス３０によって一次コイル３１
の側と二次コイル３２の側とに分けられる。

一次コイル３１の側では、−次コイル３１に直列に電源
スィッチ３３、ノイズ除去用のコイル３４．３４、感熱
スイッチ３５等が接続され、−次コイル３１に並列にノ
イズ除去用のコンデンサ３６、表示ランプ３７と電流制
限用の抵抗器３８との直列回路等が接続される。ノイズ
除去用のコイル３４．３４、およびコンデンサ３６は、
ノイズが実用上問題とならなければ省略できる。感熱ス
イッチ３５は、過電流時に過熱することにより開成し装
置を防護するものである。

二次コイル３２の側では、二次コイル３２の両端にダイ
オード３９．３９のカソードがそれぞれ接続され、ダイ
オード３９．３９のアノードがお互いに共通して接続さ
れ負極１９を成している。

また、二次コイル３２の中間部４０から正極１８が取り
出されている。

したがって、この整流回路１１では、いわゆるセンター
タップ型の全波整流が行われる。なお、整流回路１１は
、センタータップ型の全波整流に限定されるものではな
く半波整流、ブリッジ型の全波整流等であってもよい。

通電検出回路１２は、電流検出用のコイル５０、コンパ
レータ５１等から成っている。整流回路１１の正極１８
にコイル５０が接続され、コイル５０の出力側と負極１
９との間に、分圧用の抵抗器５４．５５が直列に接続さ
れ、さらに抵抗器５５には平滑用のコンデンサ５６が並
列に接続されている。そして、抵抗器５５の両端の電圧
がコンパレータ５１の十入力端子５７に印加されている
。

また、正極１日には、分圧用の抵抗器５８．５９および
抵抗器５９に並列に接続された平滑用のコンデンサ６０
が接続され、抵抗器５９の両端の電圧が抵抗器６２を介
してコンパレータ５１の一入力端子６１に印加されてい
る。また、抵抗器６３は、−入力端子６１と出力端子６
４との間に接続され、抵抗器６２と共に、出力端子６４
から所望の反転出力を得るためのものである。

なお、電流検出用としてコイル５０を用いているが、電
流検出のできるものであれば抵抗器等を用いてもよい。

タイマー回路１３は、バッファ用のトランジスタ７０．
７１、ベース電流制限用の抵抗器７２、コレクタ電流制
限用の抵抗器７３．７４、時定数設定用の抵抗器７５．
７６およびコンデンサ７７、逆流防止用のダイオード７
８等から成っている。

コンデンサ７７は、コンパレータ５１の出力がＬレベル
からＨレベルになると抵抗器７５．７６の抵抗値とコン
デンサ７７の容量値とによって決まる時定数によって充
電され、コンパレータ５１の出力がＨレベルからＬレベ
ルになると抵抗器７６の抵抗値とコンデンサ７７の容量
値とによって決まる時定数によって放電される。

スイッチ回路１４は、ダイオード９０、トランジスタ９
６、リレー９７等から構成される。リレー９７は、電磁
石、接点バネ等から成るｔ磁すレーを用いており、動作
状態になるときの電流（動作電流）は、動作状態を保持
する電流（保持電流〕よりも大きい特性を持っている。

ダイオード９０のアノードは整流回路１１の正極１８の
側に接続され、ダイオード９０のカソードは電流制限用
の抵抗器９３．９４．９５を介してトランジスタ９６の
ベースに接続される。また、ダイオード９０のカソード
は電流制限用の抵抗器９３、リレー９７のコイル９８を
介してトランジスタ９６のコレクタに接続される。リレ
ー９７のコイル９８には、逆起電力吸収用のダイオード
９９とノイズ吸収用のコンデンサ１００とが各々並列に
接続される。

また、リレー９７のコイル９８が通電されているときに
閉成状態となる接点１０１は、整流回路１１の正極１日
に直列に接続される。さらに、手で押している間のみ接
点を閉じる自己復帰型のスイッチ１０２が接点１０１に
並列に接続される。また、バッテリ１６が逆接続された
場合に、ダイオード９０はリレー９７に電流を流さない
機能を果たすので、バッテリの短絡等を防ぐことができ
る。

なお、リレー９７は、電磁リレーを用いているがＳＣＲ
等の無接点リレーを用いて構成することもできる。

また、直流電圧Ｖｃｃは、コンパレータ５１、トランジ
スタ７０．７１等を駆動する電圧およびコンデンサ７７
を充電する電圧として用いられ、三端子レギニレータｌ
０１１Ｏによって得ている。

三端子レギュレータＩＣｌｌ０の入力端子１１１には、
電流制限用の抵抗１１２を介して整流回路１１の正極１
８が接続され、平滑用のコンデンサ１１３とノイズ吸収
用のコンデンサ１１４とがアース端子１１５との間に並
列に接続される。出力端子１１６には、平滑用のコンデ
ンサ１１７とノイズ吸収用のコンデンサ１１８とがアー
ス端子１１５との間に並列に接続され、供給電圧Ｖｃｃ
として取り出される。

なお、コンパレータ５１等が動作すればよいので、直流
電圧Ｖｃｃは必ずしも三端子レギュレータＩＣＩＬＯを
用いる必要はない。

次に、この発明の車両用バッテリ充電装置の動作を述べ
る。

まず、車両用バッテリ充電装Ｗ１０の入力端子１３０．
１３０を交流電源１５に接続し、出力端子１３１．１３
１にバッテリ１６、スタータ・モータ１７を接続する。

次に、電源スィッチ３３の接点を閉じると、整流回路Ｉ
ｆによって、全波整流された電圧が出力される。また、
バッテリ１６が接続されることによって、バッテリ１６
の初期電圧がダイオード９０、抵抗器９３．９４．９５
を介してトランジスタ９６のベース・エミッタ間に印加
されてトランジスタ９６がオンとなる。すると、コレク
タに接続されたリレー９７にバッテリ１６から電流が流
れて接点１０１が閉じ、整流回路１１によって全波整流
された電圧がバッテリ１６に印加されて充電が行われる
。また、バッテリ１６の初期電圧がトランジスタ９６ま
たはリレー９７を駆動するのに満たない場合は、スイッ
チ１０２を押すことによって、整流回路１１によって全
波整流された電圧をトランジスタ９６およびリレー９７
に印加し接点１０１を閉成させる。

バッテリー１６に充電中は、コンパレータ５１の十入力
端子５７の電圧が一入力端子６１の電圧よりも大きくな
るように設計されており、コンパレータ５１の出力電圧
はＨレベルになっており、コンデンサ７７は充電されて
いる。

ここで、スタータ・モータ駆動用のスイッチ１３２を閉
じてスタータ・モータ１７を駆動させると、スタータ・
モータ１７に例えば５０Ａ程度の大電流が流れる。通常
の充電電流はおおよそ５Ａ以下であるので、コイル５０
では、通常の充電で生ずる電圧よりも非常に大きな電圧
が生じる。したがって、抵抗器５５の電圧降下が減少し
て、コンパレータ５１の十入力端子５７の電圧が一入力
端子６１の電圧よりも小さくなる。そして、コンパレー
タ５１の出力電圧はＬレベルとなる。すると、コンデン
サ７７は、抵抗器７６の抵抗値とコンデンサ７７の容量
値との積で決まる時定数で放電される。コンデンサ７７
の放電に伴い、トランジスタ７０のベース・エミッタ間
電圧が減少、トランジスタ７１のベース・エミッタ間電
圧が増加、トランジスタ９６のベース・エミッタ間電圧
が減少、トランジスタ９６のコレクタ・エミッタ間電圧
が増加、リレー９７を流れる電流が減少となる。

そして、ある一定時間Ｔｏｎの経過後に、リレー９７を
流れる電流が保持電流以下になると接点１０１が開き、
スタータ・モータ１７への電流の供給が停止する。

スタータ・モータ１７への電流の供給が停止すると、コ
イル５０で発生する電圧はＯｖになる。

したがって、抵抗器５５の電圧降下が増加してコンパレ
ータ５１の十入力端子５７の電圧が一入力端子６１の電
圧よりも大きくなる。そして、コンパレータ５１の出力
電圧はＨレベルとなる。すると、コンデンサ７７は、抵
抗器７５．７６のそれぞれの抵抗値の和とコンデンサ７
７の容量値との積で決まる時定数で充電される。コンデ
ンサ７７の充電に伴い、トランジスタ７０のベース・エ
ミッタ間電圧が増加、トランジスタ７１のベース・エミ
ッタ間電圧が減少、トランジスタ９６のベース・エミ・
シタ間電圧が増加、トランジスタ９６のコレクタ・エミ
ッタ間電圧が減少、リレー９７を流れる電流が増加とな
る。そして、ある一定時間Ｔｏｆｆの経過後に、リレー
９７を流れる電流が動作電流以上になると接点１０１が
閉じて、スタータ・モータ１７への電流の供給が開始さ
れる。

このように、スタータ・モータ１７はオン時間Ｔｏｎと
オフ時間Ｔｏｆｒとを繰り返す。したがって、オン時間
Ｔｏｎとオフ時間Ｔｏｆｆとを規格と同じまたは規格よ
りも緩い条件に設定すれば、車両用バッテリ充電装置１
０は規格以上の厳しい条件で使用されることがない。

なお、上記実施例の構成では、タイマー回路１３として
、抵抗器７５．７６とコンデンサ７７とによる時定数お
よびリレー９７の動作電流と保持電流との差を利用して
いるが、これに限られるものではなく、リレー９７を設
定された時間でオン・オフすればよいので、モータ式タ
イマー、タイマー用ＩＣ等を用いてもよい。

（発明の効果） 以上説明したように、この発明の車両用バッテリ充電装
置によれば、通電を検出し通電のオン・オフ時間を制御
する回路を備えたので、スタータ・モータを駆動させる
場合に、規格と同じまたは規格よりも緩い条件でオン時
間とオフ時間とを設定できる。したがって、規格よりも
厳しい条件で使用されることがないため、車両用バッテ
リ充電装置の構成部品の焼損等を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の車両用バッテリ充電装置の基本構成
を示すブロック図、第２図はこの発明の車両用バッテリ
充電装置の一実施例を示す回路図である。 １０・・・車両用バッテリ充電装置 １１・・・整流回路 １２・・・通電検出回路 １３・・・タイマー回路 １４・・・スイッチ回路 １５・・・交流電源 １６・　・　・バッテリ １７・・・スタータ・モータ 特許出願人　　　株式会社　吉田電波工業代理人　　　
　弁理士　　吉１）芳春

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 交流電源の電圧を整流して車両用バッテリを充電する車
   両用バッテリ充電装置において、スタータ・モータへの
   通電を検出して通電状態を出力する通電検出回路と、設
   定された時間のオン・オフ信号を前記通電検出回路の出
   力に応じて出力するタイマー回路と、タイマー回路から
   出力されたオン・オフ信号に応じて前記スタータ・モー
   タへの通電をオン・オフするスイッチ回路とを備えた車
   両用バッテリ充電装置