JPH0771349A - 自動車用蓄電池装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 安価で信頼性の高い自動車用蓄電池装置を提
供する。 【構成】 ２つの蓄電池と３接点の電磁スイッチとダイ
オ−ドとを備えてなり、電磁スイッチの第１の接点Ｃ１
はイグニション負荷ＩＧに並列に接続された第１の蓄電
池ＢＳの正極端子に接続されたものであり、電磁スイッ
チの第２の接点Ｃ２はオルタネ−タＧと車載負荷Ｌとに
並列に接続された第２の蓄電池ＢＬの正極端子に接続さ
れたものであり、電磁スイッチの第３の接点Ｃ３はスタ
−タＳ端子に接続されたものであり、ダイオ−ドＤはダ
イオ−ド正極端子を第１の蓄電池ＢＳの正極端子側にし
て、第１の蓄電池ＢＳの正極端子と第２の蓄電池ＢＬの
正極端子との間に挿入されたものであり、始動スイッチ
操作時に、イグニションＩＧに接続された第１の蓄電池
ＢＳの放電による電磁コイルの励磁で、電磁スイッチの
３接点Ｃ１〜Ｃ３が接合されるよう構成された自動車用
蓄電池装置。

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】現在の自動車の蓄電池回路は、１電源３
系統が一般的である。つまり、１つの蓄電池が、始動
用、イグニション用、その他の負荷用の各々の回路に接
続された構成である。これによれば、スタ−タやオルタ
ネ−等の電装部品の信頼性向上ともあいまって、エンジ
ンの始動さえできれば以降はオルタネ−タより各種負荷
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されることはほとん
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て適切に蓄電
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方法は確立されていない。そのた
め、ある日突然エンジンが始動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、やはりエンジンが始動でき
なくなるという問題がおこる。自動車のランプ等の負荷
は専用のスイッチで蓄電池に接続され、キ−・スイッチ
のＯＮ、ＯＦＦに関係なく任意に点灯ができるようにな
っている。そのため、これらのランプスイッチを切り忘
れると、キ−・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−ムランプ、駐車灯、
トランク内点灯ランプ等には警報装置が装備されていな
い。したがって、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。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、キ−・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。この保持用電流は、車種によって相
違するが、５ｍＡから多いものでは５０ｍＡである。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。

【０００５】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−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事はないが、そうでない場
所で重大問題となりうる。

【０００６】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、常時未使用の予備蓄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。

【０００７】自動車エンジンを始動させる上で重要なこ
とは、スタ−タにはモ−タを回転さすのに必要な充分な
電力を供給し、イグナイタ−にはできるだけ高い電圧を
印加することである。従来の技術で述べたような１電源
回路構成の場合、始動時にスタ−タに流れる電流もイグ
ナイタ−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、最低限の電流、電圧が必要
なことは周知の通りである。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。この電圧が約７Ｖ以下になるとエンジン始動
ができなくなる。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−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。

【０００８】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・アイドリング時常に充電されるので、常に完
全充電状態となっている。従って、始動用蓄電池は１電
源３系統で使用されている蓄電池の１／２の容量でよ
く、安定した始動特性が得られる。この２電源回路構成
のものには、始動用蓄電池と負荷蓄電池との間に充電用
ダイオ−ドを挿入したものが多い。これは、始動時始動
用蓄電池の電圧が低下した場合に、ダイオ−ドを通して
負荷用蓄電池で始動用蓄電池をバックアップさせる為で
ある。この蓄電池装置はかなり有効である。この自動車
用蓄電池装置の回路例を図２に示す。

【０００９】しかしながら、このような２電源回路構成
のものでは、負荷用蓄電池よりのバックアップ電流がダ
イオ−ドを流れて０．７〜０．９Ｖのダイオ−ドドロッ
プを発生させると同時に５０〜１００Ａの放電電流が流
れるため、容量の大きいダイオ−ド・始動用蓄電池が必
要となり、コストアップが不可避であるという問題があ
る。

【００１０】この発明は上記のような課題を解決するた
めに成されたものであり、その目的とするところは、信
頼性が高くてしかも安価な自動車用蓄電池装置を提供す
ることである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】そこで、２つの蓄電池と
３接点の電磁スイッチとダイオ−ドとを備えてなり、電
磁スイッチの第１の接点は、イグニション負荷に並列に
接続された第１の蓄電池の正極端子に接続されたもので
あり、電磁スイッチの第２の接点は、オルタネ−タと車
載負荷とに並列に接続された第２の蓄電池の正極端子に
接続されたものであり、電磁スイッチの第３の接点は、
スタ−タ端子に接続されたものであり、ダイオ−ドは、
ダイオ−ド正極端子を第１の蓄電池の正極端子側にし
て、第１の蓄電池の正極端子と第２の蓄電池の正極端子
との間に挿入されたものであり、始動スイッチ操作時
に、イグニションに接続された第１の蓄電池の放電によ
る電磁コイルの励磁で、電磁スイッチの３接点が接合さ
れるよう構成された自動車用蓄電池装置、とすることに
より前記課題を解決するものである。

【００１２】

【作用】この発明にかかる自動車用蓄電池装置によれば
は、バックアップ時のダイオ−ドドロップを皆無にする
ことにより、負荷用蓄電池からのバックアップ率を倍増
させ、かつ、ダイオ−ドの容量として５０〜１００Ａ必
要であったものをピ−ク充電に必要な５〜１０Ａ程度ま
で減少させることができる。

【００１３】イグニション側の蓄電池（始動用蓄電池）
は、走行時・アイドリング時に充電のみされ一切放電さ
れないため、常に完全充電状態であるので、始動時に必
要な高電圧を確保することができる。また、始動時は２
つの蓄電池が電磁スイッチで完全に並列接続されている
ので、ダイオ−ドによる電圧降下損失が全くなく、高い
始動特性が得られる。

【００１４】

【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は本発明にかかる自動車用蓄電池装置の１
実施例の概要回路図である。Ｇはオルタネ−タであり、
蓄電池を充電すると同時に車載各種負荷に給電する。Ｌ
１はラジオ、エアコン等の負荷であり、始動スイッチＳ
Ｗ１をアクセサリ位置に設定したときに投入される。Ｌ
２主灯・駐車灯・ル−ムランプ等の負荷であり、始動ス
イッチＳＷ１をＯＦＦにしても専用スイッチＳＷ２でＯ
Ｎにできる。Ｌ３は時計・マイコンの記憶用などのダミ
−負荷であり、始動スイッチ・専用スイッチの操作に関
係なく電流が流れている。Ｓはエンジン・スタ−タ、Ｍ
ｇＣはマグネットスイッチの励磁コイル、Ｃ１〜Ｃ３は
マグネットスイッチの接点である。Ｃは接触片である。
第１の接点Ｃ１はイグニション負荷ＩＧに並列に接続さ
れた始動用蓄電池ＢＳの正極端子に接続されたものであ
り、第２の接点Ｃ２はオルタネ−タＧと車載負荷Ｌとに
並列に接続された負荷用蓄電池ＢＬの正極端子に接続さ
れたものであり、第３の接点Ｃ３はスタ−タ端子Ｓに接
続されたものである。２つの蓄電池は、別個の２つの蓄
電池でも、１体にモノブロック構成とした蓄電池でもよ
い。図１の１点鎖線はモノブロック構成をした場合を示
す。Ｄは逆流防止の為のダイオ−ドであり、ダイオ−ド
正極端子を第１の蓄電池の正極端子側にして、第１の蓄
電池の正極端子と第２の蓄電池の正極端子との間に挿入
されたものである。これは始動用蓄電池の充電のためと
放電防止の役目をはたす。ＩＧはイグニション負荷であ
り、始動用の蓄電池の正極端子に接続されている。ＡＵ
ＸとＡＵＸ２とはスイッチであり、始動スイッチＳＷ１
をアクセサリ位置に設定した時、連動してＯＮとなる。

【００１５】負荷用蓄電池ＢＬは、走行中・アイドリン
グ中にオルタネ−タＧにより、フロ−ト充電される。ま
た、オルタネ−タＧは、負荷Ｌ１〜Ｌ３が過負荷になら
ない限り、これらの負荷に給電する。始動用蓄電池ＢＳ
はオルタネ−タで発電されたピ−ク電圧で充電される
が、ダイオ−トＤのドロップにより、負荷用蓄電池ＢＬ
よりも約０．７Ｖ低い電圧で充電される。このため、始
動用蓄電池ＢＳに流れこむ充電電流は負荷用蓄電池ＢＬ
に流れこむ充電電流に比較し大幅に小さくなるが、始動
用蓄電池ＢＳは始動時以外全く放電することがないた
め、この蓄電池が充電不足により容量減衰することはな
い。さらに、始動用蓄電池ＢＳの充電電圧が負荷用蓄電
池ＢＬの充電電圧より０．７Ｖ低いことは、始動用蓄電
池ＢＳの過充電防止の役割をはたし、この蓄電池の延寿
に有効である。

【００１６】このように始動用蓄電池ＢＳの正極と負荷
用蓄電池ＢＬの正極との間にダイオ−ドＤを挿入するこ
とにより、負荷用蓄電池ＢＬはオルタネ−タＧの定電流
圧・定電流充電により急速充電ができ、始動用蓄電池Ｂ
Ｓはダイオ−ドＤを通してのピ−ク充電とすることがで
きる。更に、ダイオ−ドＤに直列に限流抵抗Ｒを挿入す
ることにより、始動用蓄電池ＢＳの充電を最適状態で行
うことができる。

【００１７】図２は従来の自動車用蓄電池装置を示す図
であり、図１と同一の符号は同一機能部品である。この
装置では、限流抵抗をダイオ−ドＤに直列挿入すると、
充電制御が容易になるものの、始動時にこの部分で大き
な電圧降下が発生し、負荷用蓄電池ＢＬによる始動用蓄
電池ＢＳのバックアップができなくなる。

【００１８】本発明にかかる自動車用蓄電池装置におい
て、始動スイッチＳＷ１をＯＮにすると、励磁コイルＭ
ｇＣに始動用蓄電池ＢＳより励磁電流が流れ、接触片Ｃ
が接点Ｃ１〜Ｃ３と接触して、３接点間が短絡される。
この結果、始動用蓄電池ＢＳと負荷用蓄電池ＢＬとは、
並列でスタ−タＳに始動電流を流す。この始動電流につ
いてみると、両方の蓄電池が共に同一容量かつ完全充電
状態のとき、両方の蓄電池から流れる始動電流の比は
１：１になる。一方、図２に示す構成では、実験の結
果、始動用蓄電池ＢＳと負荷用蓄電池ＢＬとの放電電流
比は３：１であり、負荷用蓄電池ＢＬとバックアップ効
果が大幅に低下することが実測された。例えば、始動電
流として４００Ａ必要な場合、図２のものの始動電流Ｉ
１は１００Ａであるのに対し、図１のものではＩ２は２
００Ａ放電である。従って、本発明に係る自動車用蓄電
池装置によれば、負荷用蓄電池ＢＬのバックアップ率が
高いため、始動用蓄電池ＢＳの容量を従来のものよりも
小さく設定することができる。

【００１９】

【発明の効果】本発明にかかる自動車用蓄電池装置は、
従来の２電源回路構成のものに比べて、始動用蓄電池及
び２つの蓄電池を接続するダイオ−ドとをより小容量に
することができるため、より小型かつ安価である。更
に、ダイオ−ドに限流抵抗直列に接続することにより、
始動特性を損なうことなく充電量を自由に設定すること
ができるため、従来のものに比べてより勝れた始動性能
や充電制御特性を得ることができる。また、１電源回路
構成の場合はランプスイッチを切り忘れたりするとエン
ジン始動が不可となる場合が多いが、本発明に係る自動
車用蓄電池装置によれば、始動用蓄電池は常時完全充電
状態で維持されるため、始動が常に可能となり高い信頼
性が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる自動車用蓄電池装置の１実施例
を示す回路図である。

【図２】従来の２電源回路構成の自動車用蓄電池装置例
を示す回路図である。

【符号の説明】

ＢＳ 始動用蓄電池 ＢＬ 負荷用蓄電池 Ｄ ダイオード Ｃ１ 電磁スイッチの接点 Ｃ２ 電磁スイッチの接点 Ｃ３ 電磁スイッチの接点

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２つの蓄電池と３接点の電磁スイッチと
   ダイオ−ドとを備えてなり、 電磁スイッチの第１の接点は、イグニション負荷に並列
   に接続された第１の蓄電池の正極端子に接続されたもの
   であり、 電磁スイッチの第２の接点は、オルタネ−タと車載負荷
   とに並列に接続された第２の蓄電池の正極端子に接続さ
   れたものであり、 電磁スイッチの第３の接点は、スタ−タ端子に接続され
   たものであり、 ダイオ−ドは、ダイオ−ド正極端子を第１の蓄電池の正
   極端子側にして、第１の蓄電池の正極端子と第２の蓄電
   池の正極端子との間に挿入されたものであり、 始動スイッチ操作時に、イグニションに接続された第１
   の蓄電池の放電による電磁コイルの励磁で、電磁スイッ
   チの３接点が接合されるよう構成された自動車用蓄電池
   装置。