JPH11170932A - 車両用バッテリー及び当該バッテリーを備えた車両の安全装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡素な構造で、非常時に効果的な回路保護が
でき、また、従前の車両にも容易に安全機能を付加でき
るようにする。 【解決手段】 非常時に電力供給を自ら停止する機能を
備えた車両用のバッテリー１０であって、バッテリー端
子１０ｂと、車載電装品への電力供給回路が接続される
回路接続導体３７との間に、入力信号に応じてバッテリ
ー端子１０ｂと電力供給回路との間を電気的に遮断する
遮断部３３を介在させたもの。また、このバッテリー１
０を車両に搭載し、その回路接続導体３７に上記電力供
給回路を接続した安全装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、非常時に車載電装
品への電力供給を自ら遮断する機能を備えた車両用バッ
テリー及びこれを用いた車両の安全装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来の自動車用電力供給回路の一例を図
６に示す。図において、バッテリー１０の負端子１０ａ
がアースに接続され、正端子１０ｂに電線１１を介して
スタータモータ１２が接続されるとともに、電線１３を
介して電気接続箱１４が接続されている。電気接続箱１
４内には複数のヒュージブルリンク１６や小容量ヒュー
ズ１８が収納され、上記電線１３と各車載電装品との間
に介在している。また、電気接続箱１４にはオルタネー
タ（発電機）２０も接続されている。

【０００３】上記電線１３とバッテリー正端子１０ｂと
の接続構造を図７に示す。図示のバッテリー端子接続金
具９０は、バッテリー正端子１０ｂにこれを抱え込むよ
うにして結合されるバッテリー端子結合部９２と、回路
接続部９４とを一体に有し、この回路接続部９４に突設
されたねじ軸９６に電線１１，１３のリング状端子金具
１１ａ，１３ａが嵌められた状態で当該ねじ軸９６にナ
ット９８が締め付けられることにより、電線１１，１３
がバッテリー端子接続金具９０を介してバッテリー正端
子１０ｂに接続された状態となっている。

【０００４】この回路では、過電流が生じた場合にフュ
ージブルリンク１６や小容量フューズ１８が溶断するこ
とにより、その下流側の電装品への電力供給が遮断さ
れ、安全性が確保されることになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記フュージブルリン
ク１６やフューズ１８は、過電流の発生によりはじめて
溶断し、回路を遮断するものであるため、自由なタイミ
ングで回路を強制遮断するといったことができない。従
って、車両衝突時等の非常時に、過電流の発生に関係な
く回路を安全上強制遮断するといったことができない不
都合がある。

【０００６】このような不都合を解消する手段として、
例えば図８に示すように、電線１３と各ヒュージブルリ
ンク１６等との間に介在するリレースイッチ１００と、
マイクロコンピュータ等からなる制御部１１０とを電気
接続箱１４内に組み込み、リレースイッチ１００の励磁
コイル１０２の両端を電線１３側と制御部１１０とに接
続するとともに、通常時は励磁コイル１０２を通電して
リレースイッチ１００をオンにする一方、非常時には励
磁コイル１０２の通電を停止してリレースイッチ１００
をオフにし、バッテリー１０と車載電装品との間を強制
遮断するように制御部１１０を構成することが考えられ
る。

【０００７】しかし、この回路では、車両衝突等によっ
てバッテリー直近回路に異常が生じた場合、例えば、電
線１３のシースが破れて中の導体がアースと短絡されて
しまった場合には、リレースイッチ１００をオフにして
も上記短絡による大電流を阻止することができず、電線
１３等を有効に保護できない不都合がある。

【０００８】また、従前の安全機能をもたない車両回路
に上記安全手段を組み込もうとすると、電気接続箱１４
内の配線構造を大幅に改造しなければならず、その導入
が容易でない欠点もある。さらに、電気接続箱１４だけ
でなくスタータモータ１２への電力供給も強制遮断でき
るようにするためには、図示のようにスタータモータ１
２を電気接続箱１４側（詳しくはリレースイッチ１００
の下流側回路部分）に接続しなければならず、配線がさ
らに複雑となってしまう。

【０００９】本発明は、このような事情に鑑み、簡素な
構造で、非常時に効果的な回路保護ができ、また、従前
の車両回路にも容易に安全機能を付加できる車両用バッ
テリー及びこれを用いた車両の安全装置を提供すること
を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、本発明は、車両に搭載するための車両用
バッテリーにおいて、そのバッテリー端子とは別に構成
され、車載電装品への電力供給回路に接続される回路接
続部と、この回路接続部と上記バッテリー端子との間に
介在し、外部からの入力信号に応じて上記バッテリー端
子と上記回路接続部との間を電気的に遮断する遮断部と
を設けたものである。

【００１１】このバッテリーを従来のバッテリーに代え
て車両に搭載し、当該バッテリーの回路接続部に電力供
給回路を接続するだけで、この電力供給回路とバッテリ
ー端子との間に遮断部を介在させることができる。そし
て、非常時に当該遮断部を作動させてバッテリーと電力
供給回路との間を電気的に遮断するように回路構成する
ことにより、各電装品への電力供給をその源であるバッ
テリー側で強制的にかつ確実に停止させて高い安全性を
確保できる安全装置を構築できる。

【００１２】ここで、上記遮断部を作動させるための信
号としては、例えば車両衝突時に車両の制御ユニットか
ら出力されるエアバッグ作動指令信号をそのまま取り込
むようにしてもよい。また、このエアバッグ作動指令信
号に加え、もしくは当該指令信号に代え、そのバッテリ
ー端子から出力される電流を検知する電流検知部と、こ
の電流検知部による電流検知信号に基づいて上記遮断部
の遮断動作を制御する制御部とを設けることにより、例
えば衝撃が比較的小さくてエアバッグが作動するほどで
はないような場合でも、実際に過電流が流れている場合
にはこれを検知して自動的に適正な回路遮断を行うこと
ができる。しかも、車両側の回路をほとんど変更するこ
となく、バッテリー側で完全な遮断制御システムを構築
できる。

【００１３】また、上記電流検知部の電流検知信号に基
づいてバッテリー容量を演算し、当該バッテリー容量に
ついての情報信号を出力するように上記制御部を構成す
ることも可能になる。

【００１４】上記バッテリー端子と遮断部とは直結して
もよいが、これらの間に、一部の安全動作用電装品を上
記遮断部を介さずに直接バッテリー端子に接続するため
の分岐接続部を設ければ、この分岐接続部に一部の安全
動作用電装品を接続することにより、強制遮断後も適当
な安全動作（例えばドアロック解除やルームランプ点灯
等）を行うことができる。

【００１５】さらに、上記分岐接続部に上記バッテリー
端子と上記安全動作用電装品との間に介在するヒューズ
を設けることにより、上記安全動作用電装品についても
その安全性が高められることになる。

【００１６】また、上記電力供給遮断ユニットの回路接
続部に、車載電装品への電力供給回路に加えてスタータ
モータを直接接続すれば、簡単な配線構造でスタータモ
ータの強制遮断も確実に行うことができる。

【００１７】本発明において、遮断部を含む電源回路を
どのように配するかは、適宜設定すればよい。ただし、
当該バッテリーの本体表面に上記遮断部を含む電源回路
を配するとともに、この電源回路を覆うカバーを設けれ
ば、車両衝突時等に上記電源回路を構成する導体部分と
ボディとが接触して回路短絡するのを未然に防ぐことが
できる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態を図１
〜図５に基づいて説明する。なお、図１に示す回路にお
いて、前記図６に示した回路と共通する構成要素につい
ては同一の参照符を付し、その説明を省略する。

【００１９】この装置の特徴として、図２〜図４にも示
すように、バッテリー１０の本体上面（すなわちバッテ
リー端子１０ａ，１０ｂが突出している面）に、電流セ
ンサ（電流検知部）３１、遮断部３３、制御部３４、ア
ース接続導体３５、分岐接続導体３６、及び回路接続導
体３７を有する電源回路３０が実装されている。

【００２０】アース接続導体３５は、その一端に端子結
合部３５ａを、他端に電線接続部３５ｂを有し、上記端
子結合部３５ａがバッテリー負端子１０ａに結合され、
電線接続部３５ｂがバッテリー上面から側方に突出する
状態で、当該バッテリー上面に固定されている。

【００２１】分岐接続部３６は、端子結合部３６ａと電
流センサ接続部３６ｂとを有し、端子結合部３６ａがバ
ッテリー正端子１０ｂに結合される一方、電流センサ接
続部３６は、上記端子結合部３６ａと電流センサ３１と
を接続し、かつ、この電流センサ３１を遮断部３３に接
続している。さらに、この電流センサ接続部３６ｂにお
いて電流センサ３１と遮断部３３との間に位置する部分
から分岐部３６ｃが分岐し、この分岐部３６ｃに複数個
のヒューズ３２が並列に接続されている。各ヒューズ３
２の他端には、電線及び電気接続箱１４側の制御部２２
を介して一部の安全動作用電装品（安全システムを構成
する電装品）が接続（すなわち分岐接続）されるように
なっている。この安全動作用電装品は、仕様等に応じて
適宜設定されるもので、具体的には、非常時にドアロッ
クを解除するためのドアロック装置、非常点灯をするた
めのルームランプ、ハザードランプ等が挙げられる。

【００２２】遮断部３３は、図５に示すような導体３３
ａと、爆破装置３３ｃとを備えている。導体３３ａは、
アーチ状をなし、その中央部に他の部分よりも幅寸法の
小さい小幅部３３ｂを有しており、この小幅部３３ｂの
下方に上記爆破装置３３ｃが配設されている。この爆破
装置３３ｃは、火薬及びその点火装置を内蔵しており、
制御信号が入力された場合に起動し、爆発力で上記小幅
部３３ｂを強制破断させる（すなわち回路を強制遮断す
る）ように構成されている。

【００２３】上記導体３３ａの一端は、上記分岐接続導
体３６の電流センサ接続部３６ｂに接続され、他端は板
状の回路接続導体３７の一端に接続されており、この回
路接続導体３７の他端は電線接続部３７ｂとしてバッテ
リー上面から側方に突出する位置に配されている。すな
わち、導体３３ａは電流センサ３１と回路接続導体３７
との間に介在している。

【００２４】アース接続導体３５及び回路接続導体３７
の電線接続部３５ｂ，３７ｂは、上向きに突出するねじ
軸を有し、このねじ軸に対し、電線端末に設けられたリ
ング状端子が外嵌された状態で、上記ねじ軸にナット３
８が締め付けられることにより、各電線接続部３５ｂ，
３７ｂと電線との接続が行われるようになっている。具
体的に、アース接続導体３５の電線接続部３５ｂには、
ボディアースから導かれた電線及びスタータモータ１２
の負端子（アース端子）から導かれた電線１５が接続さ
れ、回路接続導体３７の電線接続部３７ｂには、電気接
続箱１４から導かれた（すなわち各車載電装品につなが
る）電線１３及びスタータモータ１２の正端子から導か
れた電線１１が接続されるようになっている。

【００２５】制御部３４は、マイクロコンピュータ等か
らなり、電流センサ３１、遮断部３３の爆破装置３３
ｃ、及びジャンクションボックス１４側の制御部２２に
接続されている。そして、次の制御動作を行うように構
成されている。

【００２６】１）次のいずれかに該当する場合に遮断部
３３に制御信号を出力し、遮断動作（すなわち小幅部３
３ｂを爆破する動作）を行わせる。

【００２７】(a) 制御部２２からエアバッグ作動指令信
号が入力された場合。

【００２８】(b) スタータモータ１２の始動時以外の時
に電流センサ３１による検知電流が一定の許容値を上回
った場合。

【００２９】２）電流センサ３１により検出される電流
の方向及び大きさをモニタすることにより、現時点での
バッテリー容量を積算し、当該バッテリー容量に関する
信号を制御部２２に出力する。なお、制御部２２は、こ
の信号に基づいてバッテリー容量に関する情報を運転室
内のディスプレイに表示させる。

【００３０】３）スタータモータ１２の始動時にバッテ
リー端子１０ａ，１０ｂ間の電圧を演算し、この電圧が
許容値を下回った場合に制御部２２に警告信号を出力す
る。

【００３１】さらに、このバッテリー１０の本体には、
その上面に実装された上記電源回路３０を覆うためのカ
バー４０が装着されている。このカバー４０の全体形状
は、バッテリー１０の本体上面全域を覆う形状とされ、
さらに、このカバー４０は、上記実装部品のうちのヒュ
ーズ３２を覆うヒューズカバー部４２と、残りの本体カ
バー部４１とに分割されている。そして、上記各部品の
うちのアース接続導体３５及び回路接続導体３７の電線
接続部３５ｂ，３７ｂのみを外部に露出させた状態で、
本体カバー部４１がバッテリー１０の本体上部に固定さ
れる一方、ヒューズカバー部４２はそれ単独でバッテリ
ー本体に対して着脱可能となるように装着されている。

【００３２】従って、両カバー部４１，４２を装着した
状態で、バッテリー上の全部品が覆われ、これにより、
例えば車両衝突時に車両のボディと電源回路３０の構成
部品とが接触して回路短絡が発生することが阻止される
とともに、本体カバー部４１は残したままヒューズカバ
ー部４２のみを取り外すことにより、ヒューズ３２の交
換が容易に行えるように配慮されている。

【００３３】なお、図２〜図４において、４１ａ，４１
ｂは、本体カバー部４１とアース接続導体３５及び回路
接続導体３７との干渉を避けるために本体カバー部４１
に形成された切欠であり、切欠４２ａは、ヒューズカバ
ー部４２とヒューズ３２につながる電線との干渉を避け
るためにヒューズカバー部４２に形成された切欠であ
る。

【００３４】次に、この回路の作用を説明する。

【００３５】まず、車両衝突等のアクシデントが生じて
いない通常時には、バッテリー１０の正端子１０ｂに当
該バッテリー本体上の電流センサ３１、分岐接続導体３
６、遮断部３３、及び回路接続導体３７を介してスター
タモータ１２及び電気接続箱１４が接続された状態にあ
り、当該スタータモータ１２と、電気接続箱１４に接続
されている各車載電装品とに正常に電力が供給される。

【００３６】これに対し、車両衝突が発生し、制御部２
２にエアバッグ作動指令信号が入力されると、当該制御
部２２さらにはバッテリー上の制御部３４を経て遮断部
３３の爆破装置３３ｃに制御信号が入力され、これを受
けた爆破装置３３ｃが起動して導体３３の小幅部３３ｂ
を爆破する。これにより、バッテリー１０とスタータモ
ータ１２及び電気接続箱１４との間が電気的に遮断さ
れ、電力供給が強制的に停止される。

【００３７】ここで、図１に示す本実施形態にかかる安
全回路と、前記図８に示した安全回路とを比べると、後
者の回路では、バッテリー１０と遮断手段であるリレー
スイッチ１００との間に電線１３が介在するため、も
し、この電線１３が損傷して短絡等が発生した場合に
は、リレースイッチ１００をオフにして電源供給を遮断
しても電線１３等を有効に保護できない不都合がある
が、前者の回路では電源であるバッテリー１０に遮断部
３３が設けられているので、このバッテリー１０に接続
される電線１１，１３に短絡が生じた場合でも直ちに電
流を切って回路保護ができる利点がある。しかも、この
遮断機能付バッテリー１０を従来のバッテリーと交換す
るだけで、車両側の回路はほとんど変更することなく簡
単に安全機能を付加でき、かつ、配線を大巾に簡素化で
きる利点がある。また、電源回路３０がバッテリー１０
上に集約されているため、構造がコンパクトであり、ま
た部品同士の電気的接続の信頼性が高いという利点もあ
る。

【００３８】さらに、この実施の形態では、上記遮断部
３３に加えてバッテリー１０に電流センサ３１及び制御
部３４を組み付け、スタータモータ１２の始動時以外の
時に大電流が発生した場合にも回路遮断を行うようにし
ているので、エアバッグが作動するほどではない比較的
小さな衝突であっても、これにより短絡が生じて過電流
が発生した場合には直ちに電源供給を停止することによ
り、さらに高い安全性を確保できる。しかも、車両側の
回路はほとんど変更することなく、バッテリー１０側だ
けで完全な遮断制御システムを構築できるという利点
や、上記電流センサ３１及び制御部３４をそのまま利用
して電流消費状況をモニタリングできるという利点もあ
る。

【００３９】また、この実施の形態では、一部の安全動
作用電装品が制御部２２、電線２４、及び分岐接続導体
３６を介してバッテリー１０に接続されている（すなわ
ち遮断部３３を介さずにバッテリー１０に接続されてい
る）ため、上記遮断部３３の作動後も当該安全動作用電
装品への電力供給は行うことができ、これにより必要な
安全動作（ドアロック解除や所定のランプ点灯等）を実
行できる。

【００４０】その他、本発明は例えば次のような実施の
形態をとることも可能である。

【００４１】(1) 前記実施形態では、電気接続箱１４か
らの電線１３とともにスタータモータ１２からの電線１
１も回路接続導体３６に接続するようにしているが、こ
のスタータモータ１２を電気接続箱１４側に接続するよ
うにしてもよいし、車両衝突等の発生後もスタータモー
タ１２への電力供給を確保したい場合には分岐接続部３
２に接続するようにしてもよい。

【００４２】(2) 本発明において、遮断部３３の具体的
な構造は問わず、例えばスタータモータ１２が遮断対象
でない場合には、ヒュージブルリンクを設けてこのヒュ
ージブルリンクとアースとの間にリレースイッチを介在
させ、非常時にはリレースイッチをオンにしてヒュージ
ブルリンクをアースに強制短絡することにより、このヒ
ュージブルリンクを溶断させるといった手段をとっても
よいし、前記図８に示したリレースイッチ１００を用い
るようにしてもよい。後者の場合には、通常時にはリレ
ースイッチ１００をオン状態にし、非常時にリレースイ
ッチ１００をオフに切換えるといった制御動作を行えば
よい。ただし、上記のような爆発力を利用した強制破断
を行うようにすれば、通常時は全く通電を行う必要がな
く、しかも非常時には確実に回路を遮断できる利点があ
る。

【００４３】(3) 本発明にかかる安全装置は、上記バッ
テリー１０に組み付けた部品に加えて他の安全手段を付
加したものであってもよい。例えば、前記図１に示す回
路において、エアバッグ作動時に制御部２２からオルタ
ネータ２０への作動指令信号の入力を停止してオルタネ
ータ２０を強制停止させるようにすれば、より高い安全
性を得ることが可能である。

【００４４】

【発明の効果】以上のように本発明は、車載電装品への
電力供給回路に接続される回路接続部とバッテリー端子
との間に、外部からの入力信号に応じて上記バッテリー
端子と上記回路接続部との間を電気的に遮断する遮断部
とを介在させた車両用バッテリーであり、また、このバ
ッテリーを車両に搭載してその回路接続部に上記電力供
給回路を接続した安全装置であるので、簡素な構造で、
非常時に所定の回路を有効に保護でき、また、従前の車
両回路にも容易に導入できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態にかかる車両の電力供給回
路を示す図である。

【図２】上記電力供給回路に導入されるバッテリーの本
体にカバーを装着する前の状態を示す斜視図である。

【図３】上記バッテリーの本体にカバーを装着した状態
を示す斜視図である。

【図４】上記バッテリー本体からヒューズカバー部のみ
を取り外した状態を示す斜視図である。

【図５】上記バッテリーに設けられた遮断部の内部構造
を示す斜視図である。

【図６】従来の一般的な車両の電力供給回路を示す図で
ある。

【図７】従来の車両においてバッテリー端子にバッテリ
ー端子接続金具が連結された状態を示す斜視図である。

【図８】本発明とは異なる電力供給遮断手段を備えた回
路の一例を示す図である。

【符号の説明】

１０ バッテリー １０ｂ バッテリー正端子 １２ スタータモータ １４ 電気接続箱 ３０ 電源回路 ３１ 電流センサ（電流検知部） ３２ ヒューズ ３３ 遮断部 ３４ 制御部 ３５ アース接続導体 ３６ 分岐接続導体 ３７ 回路接続導体 ４０ カバー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松丸 彰男 愛知県名古屋市南区菊住１丁目７番10号 株式会社ハーネス総合技術研究所内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両に搭載するための車両用バッテリー
   において、そのバッテリー端子とは別に構成され、車載
   電装品への電力供給回路に接続される回路接続部と、こ
   の回路接続部と上記バッテリー端子との間に介在し、外
   部からの入力信号に応じて上記バッテリー端子と上記回
   路接続部との間を電気的に遮断する遮断部とを設けたこ
   とを特徴とする車両用バッテリー。
2. 【請求項２】 請求項１記載の車両用バッテリーにおい
   て、そのバッテリー端子から出力される電流を検知する
   電流検知部と、この電流検知部による電流検知信号に基
   づいて上記遮断部の遮断動作を制御する制御部とを設け
   たことを特徴とする車両用バッテリー。
3. 【請求項３】 請求項２記載の車両用バッテリーにおい
   て、上記電流検知部の電流検知信号に基づいてバッテリ
   ー容量を演算し、当該バッテリー容量についての情報信
   号を出力するように上記制御部を構成したことを特徴と
   する車両用バッテリー。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載の車両用
   バッテリーにおいて、上記バッテリー端子と遮断部との
   間に、一部の安全動作用電装品を上記遮断部を介さずに
   直接バッテリー端子に接続するための分岐接続部を設け
   たことを特徴とする車両用バッテリー。
5. 【請求項５】 請求項４記載の車両用バッテリーにおい
   て、上記分岐接続部に上記バッテリー端子と上記安全動
   作用電装品との間に介在するヒューズを設けたことを特
   徴とする車両用バッテリー。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかに記載の車両用
   バッテリーにおいて、そのバッテリー本体の表面に上記
   遮断部を含む電源回路を配するとともに、この電源回路
   を覆うカバーを設けたことを特徴とする車両用バッテリ
   ー。
7. 【請求項７】 請求項１，２，３，６のいずれかに記載
   の車両用バッテリーを車両に搭載し、当該バッテリーの
   回路接続部に車載電装品への電力供給回路を接続したこ
   とを特徴とする車両の安全装置。
8. 【請求項８】 請求項４または５記載の車両用バッテリ
   ーを車両に搭載し、当該バッテリーの回路接続部に車載
   電装品への電力供給回路を接続するとともに、当該バッ
   テリーの分岐接続部に一部の安全動作用電装品を接続し
   たことを特徴とする車両の安全装置。
9. 【請求項９】 請求項７または８記載の車両の安全装置
   において、上記回路接続部に、車載電装品への電力供給
   回路に加えてスタータモータを直接接続したことを特徴
   とする車両の安全装置。