JPH06247236A - 自動車用蓄電池装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 容積・重量を増加させること無く、均一な寿
命を有する２電源回路構成の自動車用蓄電池装置を提供
する。 【構成】 スタータ電磁スイッチ接点ＭｇＳを介してス
タータモータＳに接続された始動用蓄電池ＳＢと、車載
負荷ＬとオルタネータＧと点火装置ＩＧ及びスタータ電
磁スイッチ励磁コイルＣに接続されたスタータスイッチ
ＳＷ１とに接続された負荷用蓄電池と、始動用蓄電池Ｓ
Ｂと負荷用蓄電池ＬＢとの間に接続され、負荷用蓄電池
ＬＢの電圧が所定範囲になったとき開閉できるように構
成されたリレー接点ＲＹと、リレー接点ＲＹに並列接続
されたスイッチＳＷ２とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、自動車用蓄電池装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の自動車用電源回路は、１電源３系
統のシステムが一般的である。つまり、１つの蓄電池に
スタータ始動回路、車載負荷回路及び点火回路が接続さ
れた構成となっている。これによれば、スタータやオル
タネータ等の電装部品の信頼性向上ともあいまって、エ
ンジン始動さえできれば、以降は、オルタネータより各
種車載負荷に安定した電気が供給される。従って、走行
中、アイドリング中にかかわらず、蓄電池が放電するこ
とはほとんどない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例え電
装品の信頼性がどのように向上したとしても、蓄電池の
寿命がつきれば、もはやエンジンの始動はできなくなっ
てしまう。蓄電池の寿命が正確に検出でき、適正に蓄電
池の交換が行われるようになれば、エンジン始動の信頼
性はより高くなるものの、蓄電池は電気化学装置である
ため、外周温や保守取扱に大きく影響されるので、現在
のところ、確実な寿命判定法は確立されていない。その
ため、ある日、突然、エンジン始動ができなくなってし
まうというような問題がおこる。

【０００４】蓄電池の寿命とは別に、放電によりその容
量がなくなってしまっても、やはりエンジン始動ができ
なくなるという問題がおこる。

【０００５】自動車の各種ランプの負荷は専用のスイッ
チで蓄電池に接続され、スタータスイッチの動作に関係
なく、任意に点灯できるようになっている。そのため、
これら専用スイッチを切り忘れると、スタータスイッチ
は切ってあっても、蓄電池は放電をし続ける。消灯ミス
を防止するため、主灯については警報装置が装備されて
いるが、ルームランプ、駐車灯、トランク内ランプ等に
は警報装置が装備されていない。従って、これらを消灯
し忘れると、蓄電池は完全に放電してしまい、エンジン
始動ができなくなってしまう。

【０００６】この他、各種メモリや時計等の負荷も蓄電
池に直接接続され、スタータスイッチを切っても、記憶
が必ず残る回路構成となっている。この保持電流は、車
種によって相違するが、５ｍＡから、多いものでは、５
０ｍＡに達する。この電流で常時放電すると、２〜６ケ
月程度で完全放電状態になる場合もある。

【０００７】上記のような原因で自動車エンジンの始動
ができなくなった場合、サービス網のいきとどいた場所
ではさほど大きな問題になることはないが、そうでない
場所では重大問題となりうる。

【０００８】蓄電池に起因するエンジン始動の問題の対
策として提案されているものに、いわゆるスイッチ蓄電
池がある。これは、常時使用する蓄電池の外に、緊急予
備用の蓄電池を備えておき、回路接続を切換えることに
より、非常時に対処しようというものである。しかしな
がら、これには、常時未使用の予備電池を搭載しておく
必要があるため、重量効率や容積効率が悪くなるという
問題がある。

【０００９】自動車エンジンを始動させる上で重要なこ
とは、スタータにはモータを回転さすのに必要十分な電
力を供給し、イグナイターにはできるだけ高い電圧を印
加することである。従来の技術の欄で述べたような１電
源３系統の場合、始動時にスタータに流れる電流もイグ
ナイターに流れる電流も同一蓄電池からのものである。
エンジンを始動させる場合、最低限の電圧，電流が必要
である。ところが、寿命末期などの蓄電池では容量が減
少しているのみならず、始動時電圧も低下している。周
知のように、蓄電池が約７Ｖ以下になると、エンジン始
動はできなくなる。これは、蓄電池の始動時電圧が低下
しているため、イグナイターに印加される電圧も低く、
エンジン点火力が低下するためである。

【００１０】そこで提案されたものに、２電源回路構成
の自動車用蓄電池装置がある。これは、始動用蓄電池回
路と負荷用蓄電池回路との２回路より構成されている。
これによれば、始動用蓄電池は、始動時以外は一切放電
されず、走行時・アイドリング時には充電されるので、
常に完全充電状態となっている。従って、始動用蓄電池
の容量は１電源３系統で使用されている蓄電池容量の１
／２でよく、これで安定した始動特性が得られる。

【００１１】しかし、１電源３系統の場合と同じスペー
スに始動用蓄電池と負荷用蓄電池ととが積載される場
合、負荷用蓄電池に分配できる蓄電池容量は、１／２に
ならざるを得ない。このため、１電源３系統の場合で
は、蓄電池全容量で負荷に対応できたのに対し、２電源
回路構成では、負荷に対応できる負荷用蓄電池容量は１
／２となってしまう。同一負荷に対し容量が１／２にな
ると、蓄電池寿命もこれに比例して短くなるという現実
がある。

【００１２】この負荷用蓄電池の短寿命を改善するた
め、２電源回路構成のものでは、蓄電池容積を大きくし
て、負荷用蓄電池の極板を厚くし、長寿命タイプの蓄電
池にするのが普通である。これによれば、始動用蓄電池
の容積効率に対し３〜４割増となる。しかし、このこと
は、２電源回路構成とした場合、ランプ等の消灯忘れに
対する信頼性は非常に向上するものの、始動用蓄電池と
負荷用蓄電池との合計容積は、１電源３系統の蓄電池容
積よりも１．５〜２割増しとなることを意味する。

【００１３】もし、この容積増が許容されず、始動用蓄
電池と負荷用蓄電池との容積比を１：１にしなければな
らないとすれば、前述したように、１電源方式の蓄電池
より相当短寿命となる。性能や信頼性向上のため蓄電池
の重量が１．５〜２割程度増加することは、さほど重要
な問題とならないように思われるが、１電源３系統方式
が標準なっている現行の自動車では、蓄電池容量の軽量
化のためたえまない努力が払われている中、性能向上と
いう名目であっても許容されるものではない。

【００１４】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたものであり、その目的とするところは、蓄
電池容積・重量を増加させることなく、寿命の均一化を
計ることができる２電源回路構成の自動車用蓄電池装置
を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】そこで、始動用蓄電池と
負荷用蓄電池とリレー接点とスイッチとを備えてなり、
始動用蓄電池は、スタータ電磁スイッチ接点を介してス
タータモータに接続されたものであり、負荷用蓄電池
は、車載負荷とオルタネータとスタータスイッチとに接
続されたものであり、スタータスイッチは、点火装置と
スタータ電磁スイッチ励磁コイルとに接続されたもので
あり、リレー接点は、始動用蓄電池と負荷用蓄電池との
間に接続され、負荷用蓄電池の電圧が所定範囲になった
とき開閉されるよう構成されたものであり、スイッチ
は、リレー接点に並列接続されたものである自動車用蓄
電池装置、および、リレー接点の代わりに、ダイオード
と限流抵抗との直列回路が、ダイオード正極を始動用蓄
電池側として、始動用蓄電池と負荷用蓄電池との間に接
続されたものである前記自動車用蓄電池装置、により上
記課題を解決するものである。

【００１６】

【作用】本願における第１の発明では、始動時、リレー
接点を遮断することにより、負荷用蓄電池から始動回路
に電流がながれるのを防止し、負荷用蓄電池の電圧低下
を防止している。さらに、本願における第２の発明で
は、限流抵抗の挿入により、充電時の微笑電流は流れる
ものの、始動時の大電流が負荷用蓄電池から流れること
はなく、負荷用蓄電池電圧の低下が防がれる。

【００１７】従来の２電源回路構成のものでは、点火装
置が負荷用蓄電池に接続されることは無かった。これ
は、負荷用蓄電池が放電状態になってしまうと、始動不
能になってしまうためであった。しかし、負荷用蓄電池
に容量があって、始動用蓄電池と分離されていれば、負
荷用蓄電池は、始動時電圧に関係なく、１２Ｖが維持さ
れ、点火装置に１２Ｖの高電圧を印加することができ
る。この結果、始動最低電圧は、従来の２電源回路構成
では７Ｖ必要としたものが、３．５Ｖですむ。これによ
り、始動用蓄電池の容量も１／２ですみ、負荷用蓄電池
の重量を加算しても、大巾な軽量化が計れる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明を、その実施例を示す図面にて
詳述する。図１は、第１の発明にかかる自動車用蓄電池
装置の１実施例を示す概略回路図である。同図におい
て、ＳＢは始動用蓄電池であり、スタータ電磁スイッチ
の接点であるＭｇＳを介して、スタータモータＳに接続
されている。ＬＢは負荷用蓄電池であり、車載負荷Ｌ、
オルタネータＧに接続されている。この負荷用蓄電池Ｌ
Ｂは、スタータスイッチＳＷ１を介して、点火装置ＩＧ
とスタータスイッチ励磁コイルであるプルインコイルＣ
ＰとホールドコイルＣＨとにも接続されている。点火装
置ＩＧはスタータスイッチＳＷ１のＩＧ接点に、励磁コ
イルＣＰとＣＨとはスタータスイッチＳＷ１のＳＴ接点
に、それぞれ接続されている。ＩＧ接点とＳＴ接点との
間には、ダイオードＤ2 が挿入されている。始動用蓄電
池ＳＢと車載負荷Ｌとの間には、リレー接点ＲＹが挿入
されている。このリレー接点ＲＹは、負荷用蓄電池ＬＢ
の電圧が所定範囲になったとき開閉できるように構成さ
れている。また、リレー接点ＲＹに並列に、プラグある
いはオンオフスイッチ等よりなるスイッチＳＷ２が接続
され、リレー接点ＲＹを短絡できるようにしてある。

【００１９】２電源方式で重要なことは、アイドリング
中、走行時にかかわらず、オルタネータＧの電圧が低下
しても始動用蓄電池ＳＢが放電しないこと、ランプ等の
消灯忘れが発生しても始動用蓄電池ＳＢが放電状態にな
らないことである。

【００２０】本発明では、オルタネータＧの電圧が始動
用蓄電池ＳＢの開路電圧より高い状態ではリレー接点Ｒ
ＹがＯＮとなり、オルタネータＧで負荷用蓄電池ＬＢを
充電すると同時に、始動用蓄電池ＳＢも充電するよう構
成してある。

【００２１】オルタネータＧの電圧が開路電圧より低下
した状態では、負荷用蓄電池ＬＢは車載負荷Ｌに給電し
放電状態となるが、リレー接点ＲＹ接点をＯＦＦ状態に
することにより、始動用蓄電池ＳＢの放電を遮断でき、
常に始動用蓄電池ＳＢを完全充電状態に維持することが
できる。

【００２２】しかし、このままでは、負荷用蓄電池ＬＢ
が完全放電状態になった時、スタータスイッチ回路に給
電できなくなり、スタータスイッチＳＷ１に接続された
点火装置ＩＧおよびスタータ電磁スイッチ励磁コイルＣ
にも給電できなくなる。そうなれば、スタータ電磁スイ
ッチ接点ＭｇＳは投入されないので、モータＳに給電さ
れず、又、点火装置ＩＧも動作しないため、エンジン始
動は不可となる。

【００２３】そこで、リレー接点ＲＹに並列に接続され
たスイッチＳＷ２をＯＮにすると、負荷用蓄電池ＬＢは
始動用蓄電池ＳＢで急速充電される。この場合、負荷用
蓄電池ＬＢの容量は短時間には回復しないものの、１〜
２分で負荷用蓄電池ＬＢの開路電圧は１１Ｖ以上とな
る。スイッチＳＷ２を介して負荷用蓄電池ＬＢと始動用
蓄電池ＳＢとは直結され、１体の電池となって、エンジ
ン始動を可能にする。

【００２４】上記のものでは、負荷用蓄電池ＬＢが完全
放電状態となった時、このような面倒な操作が必要とな
るが、点火装置ＩＧとスタータモータＳとの電源をリレ
ー接点ＲＹで分離させると、次のような特長が生まれ
る。すなわち、通常、スタータモータＳには、始動時、
２００〜３００Ａの放電電流が流れる。この際、蓄電池
の電圧は瞬時的に降下する。これが１電源方式であれ
ば、点火装置ＩＧの電圧も降下する。この電圧が７Ｖ以
下になれば点火できないため、エンジン始動が不可とな
るのである。ところが、前記のように、点火装置ＩＧの
負荷を負荷用蓄電池ＬＢより取ると、負荷用蓄電池ＬＢ
は、通常容量の有無に関係なく、１２Ｖ以上あるため、
高いＩＧ電圧が取れる。従って、始動時、始動用蓄電池
ＳＢの電圧が３〜４Ｖまで低下しても、エンジン始動が
可能となるのである。今、仮りに始動最低電圧が３．５
Ｖまで許容できたとすると、始動用蓄電池ＳＢの容量は
始動最低電圧を７Ｖとした場合の１／２でよく、始動用
蓄電池ＳＢの大幅な軽量化が可能となる。

【００２５】次に、前記自動車用蓄電池装置において、
リレー接点ＲＹの代わりに、ダイオードＤ1 と限流抵抗
Ｒとの直列回路が、ダイオード正極を始動用蓄電池ＳＢ
側として、始動用蓄電池ＳＢと負荷用蓄電池ＬＢとの間
に接続されたものである本願の第２の発明について説明
する。

【００２６】この１実施例を、図２に示す。図１と同じ
符号は同一機能部品を現わすので、詳述を避ける。

【００２７】第１の発明のように、リレーＲＹを使用し
た場合、リレー制御回路ＲＹＣが必要であるが、この発
明のようにダイオードＤ１を使用した場合、適正な限流
抵抗Ｒの接続のみで始動用蓄電池ＳＢを最適充電状態に
維持できる。この場合も、負荷用蓄電池ＬＢが完全放電
状態になったときに限り、スイッチＳＷ２を直結すれ
ば、負荷用蓄電池ＬＢと始動用蓄電池ＳＢとが一体化
し、エンジン始動が可能となる。

【００２８】

【発明の効果】以上述べた様に、本発明は、始動用蓄電
池であって、スタータ電磁スイッチ接点を介してスター
タモータに接続されたものと、負荷用蓄電池であって、
車載負荷とオルタネータと点火装置及びスタータ電磁ス
イッチ励磁コイルに接続されたスタータスイッチとに接
続されたものと、リレー接点であって、始動用蓄電池と
負荷用蓄電池との間に接続され、負荷用蓄電池の電圧が
所定範囲になったとき開閉できるように構成されたもの
と、スイッチであって、リレー接点に並列接続されたも
のと、を備えてなる自動車用蓄電池装置、及び、リレー
接点の代わりに、ダイオードと限流抵抗との直列回路
が、ダイオード正極を始動用蓄電池側として、始動用蓄
電池ＳＢと負荷用蓄電池ＬＢとの間に接続されたもので
ある前記自動車用蓄電池装置についてのものである。

【００２９】これにより、始動用蓄電池の小型軽量化が
可能となり、容積・重量を増加させること無く、均一な
寿命を有する２電源回路構成の自動車用蓄電池装置を提
供する出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の発明の１実施例を示す回路図である。

【図２】第２の発明の１実施例を示す回路図である。

【符号の説明】

ＳＢ 始動用蓄電池 ＬＢ 負荷用蓄電池 ＩＧ 点火装置 Ｓ スタータスイッチ Ｌ 車載負荷 Ｇ オルタネータ ＭｇＳ スタータ電磁スイッチ接点 ＳＷ１ スタータスイッチ ＳＷ２ スイッチ ＳＴ 始動接点 ＩＧ 点火装置接点 ＣＨ スタータ励磁用コイルのホールドコイン ＣＰ スタータ励磁用コイルのプルインコイン Ｐ プランジャー ＲＹ リレー接点 ＲＹＣ リレー制御回路 Ｄ１，Ｄ２ ダイオード Ｒ 限流抵抗

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 始動用蓄電池（ＳＢ）と負荷用蓄電池
   （ＬＢ）とリレー接点（ＲＹ）とスイッチ（ＳＷ２）と
   を備えてなり、 始動用蓄電池（ＳＢ）は、スタータ電磁スイッチ接点
   （ＭｇＳ）を介してスタータモータ（Ｓ）に接続された
   ものであり、 負荷用蓄電池（ＬＢ）は、車載負荷（Ｌ）とオルタネー
   タ（Ｇ）とスタータスイッチ（ＳＷ１）とに接続された
   ものであり、 スタータスイッチ（ＳＷ１）は、点火装置（ＩＧ）とス
   タータ電磁スイッチ励磁コイル（Ｃ）とに接続されたも
   のであり、 リレー接点（ＲＹ）は、始動用蓄電池（ＳＢ）と負荷用
   蓄電池（ＬＢ）との間に接続され、負荷用蓄電池（Ｌ
   Ｂ）の電圧が所定範囲になったとき開閉できるように構
   成されたものであり、 スイッチ（ＳＷ２）は、リレー接点（ＲＹ）に並列接続
   されたものである、 自動車用蓄電池装置。
2. 【請求項２】 リレー接点（ＲＹ）の代わりに、ダイオ
   ード（Ｄ1 ）と限流抵抗（Ｒ）との直列回路が、ダイオ
   ード正極を始動用蓄電池（ＳＢ）側として、始動用蓄電
   池（ＳＢ）と負荷用蓄電池（ＬＢ）との間に接続された
   ものである、請求項１記載の自動車用蓄電池装置。