JP2004150320A - バッテリー電圧低下警報ブザー装置 - Google Patents

Abstract

【課題】運転者が知覚しやすい報知音を用いたバッテリー電圧低下警報ブザー装置を提供すること。
【解決手段】警報ブザー装置１は、通常回路とトラブル回路からなり、通常回路は、バッテリーＢのプラス端子ａに、ツェナーダイオードＺＤのカソードと、第１抵抗Ｒ１の一端がそれぞれ接続され、Ｒ１の他端に第１トランジスタＴ１のコレクタが接続され、同Ｔ１のエミッタに前記Ｂのマイナス端子が接続され、同Ｔ１のベースに第２抵抗Ｒ２の一端が接続され、Ｒ２の他端に前記ＺＤのアノードと前記Ｂのマイナス端子がそれぞれ接続されて構成されている。トラブル回路は、前記Ｒ１の一端に、ブザー２の入力端が接続され、ブザー２の出力端に第２トランジスタＴ２のコレクタが接続され、同Ｔ２のエミッタに前記Ｂのマイナス端子が接続されると共に、同Ｔ２のベースにＲ１の他端が接続されて構成されている。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バス等の自動車等に搭載されているバッテリーのバッテリー電圧低下警報ブザー装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
大気環境、地球温暖化等の環境問題について、その解決のため積極的に取組むことができる運動として、バス会社等において「アイドリングストップ運動」が実施されている。
この運動は、信号による停止時、車庫、ターミナル等での駐車時に、エンジンを切るなどしてアイドリングによる排気ガスをストップさせるものである。
一方で、この運動の実施により、エンジンの始動回数が増加するに伴い、バッテリーの電圧が低下してしまうという問題点が出てきた。
【０００３】
現在のバス自動車には、照明灯、エアコンをはじめ、料金箱、ギアボックス等、多くの電動装置が搭載されており、バッテリーの電圧低下は、それらの動作の不良を引起すことになってしまう。
例えば、料金箱の作動中にエンジンを始動させると、料金箱の作動が停止してしまい、紙幣が機械に噛まれてしまうような事故、またエンジンの始動ができずに、路上故障になってしまうような事故等が、現実に発生している。このような事故は、乗客の信頼を損なうおそれがある。
【０００４】
かかる問題点を解消する方法として、従来より、運転者に対し放電状態をランプで視認させる技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−０６９６４２号公報（段落００２０、図２）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ランプで視認させる方法では、乗務員がそのランプの点灯を見逃してしまう恐れがあった。
また、上記特許文献１のように、バッテリーの放電状態をランプで点灯させ、それに運転者が気がついたとしても、どの程度の電圧低下なのか、運転者に不明なことであり（特許文献１、段落００２７参照）、無用なプレッシャーを与えるおそれがあった。
また、バッテリーの端子間電圧が、エンジン始動可能電圧を下回る時点で、前記ランプを消灯させる場合（特許文献１、段落００２７参照）、善後策を講じる余裕がなく、この点でも運転者に無用なプレッシャーを与え、さらには乗客に多大な迷惑をかけることになってしまう。
【０００７】
そこで本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、見逃しやすいランプに代えて、運転者が最も知覚しやすい報知音を用いると共に、乗務員が善後策を講じることができるように、精神的な余裕を与えることができるバッテリー電圧低下警報ブザー装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係るバッテリー電圧低下警報ブザー装置（以下、警報ブザー装置という）は、次の回路構成となっている。
即ち、バッテリーのプラス端子に、ツェナーダイオードのカソードを、そのアノードに前記バッテリーのマイナス端子を接続する。
また、前記ツェナーダイオードのカソードに、第１抵抗の一端とブザーの入力端をそれぞれ接続する。
前記第１抵抗の他端に第１トランジスタのコレクタを接続し、同トランジスタのエミッタに前記バッテリーのマイナス端子を接続すると共に、前記第１抵抗の他端に第２トランジスタのベースを接続する。
前記ブザーの出力端に前記第２トランジスタのコレクタを接続し、同トランジスタのエミッタに前記バッテリーのマイナス端子を接続する。
前記第１トランジスタのベースに、第２抵抗を介して、前記ツェナーダイオードのアノード端子を接続する。
【０００９】
この発明を構成する前記ツェナーダイオードは、前記バッテリーのプラス端子とマイナス端子間の逆方向電圧がツェナー電圧以上であれば、オンとなり、前記バッテリーのプラス端子とマイナス端子間の逆方向電圧がツェナー電圧以下であれば、オフとなる。
よって、前記バッテリー端子間の逆方向電圧がツェナー電圧より十分に高ければ、前記第１トランジスタがオンとなり、前記第２トランジスタはオンせず、よってバッテリー電流は、そのプラス端子から、第１抵抗、第１トランジスタを介して、そのマイナス端子に至り、前記ブザーを鳴らすことはない。
一方、バッテリー端子間の逆方向電圧がツェナー電圧より低くければ、前記第１トランジスタがオフとなり、前記第２トランジスタはオンとなり、よってバッテリー電流は、そのプラス端子から、前記ブザーの入出力端、第２トランジスタを介して、そのマイナス端子に至り、前記ブザーを鳴らす。
従って、ブザー或いはそのブザーを組込んだイヤホン等で運転者（乗務員ともいう）が知覚しやすい報知音によって、バッテリーの異常を認識できる。
【００１０】
上記発明において、前記ツェナー電圧は、自動車がそのバッテリー容量により、約１時間程度、走行可能にする電圧と略同一に設定されている（請求項２に記載の発明）。
よってバッテリーの残容量により自動車を約１時間程度走行させることができる時点で前記ブザーがオンすることになる。その後、エンジンを動かし続けた状態で、ブザー音が消えなければ、バッテリーの不良ということになる。
即ち、バッテリー容量が完全に低下する前で、かつ、自動車を車庫等の拠点まで戻すことができる程度のバッテリー容量を残した時点で、前記ブザーを作動させることから、拠点への連絡等、善後策を取ることが出来、その自動車の起終点での交換も可能になる。
【００１１】
上記発明において、前記ツェナーダイオードのアノードと前記バッテリーのマイナス端子間にコンデンサを接続する（請求項３の発明）。
前記バッテリーが正常の通常運転時に、このコンデンサが充電されることになる。よって、通常運転時の例えば「アイドリングストップ運動」実施後に、エンジンを始動させた場合に、急激にバッテリー端子間電圧が低下しても、前記コンデンサが放電し、前記ツェナーダイオードに順方向電圧が加えられ、前記第１トランジスタをオンさせることができて、前記ブザーがオンすることはない。
よって、乗務員に無用の誤解を与えることはない。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以上の各発明について、図面を参照しつつ、その構成を詳細に説明する。
図１は第１実施形態に係る警報ブザー装置の回路図、図２は第２実施形態に係る警報ブザー装置の回路図、図３は警報ブザー装置の取付状態図である。
なお、各図において、同一の符号が示すものは同一の構成を示すものである。また、各実施形態に係る警報ブザー装置が設けられている自動車として、バス自動車が想定されている。
【００１３】
図１に示した警報ブザー装置１の回路は、バッテリーのプラス端子とマイナス端子間の電圧がツェナー電圧以上である場合に作動する通常回路と、バッテリーのプラス端子とマイナス端子間電圧がツェナー電圧以下である場合に作動するトラブル回路からなっている。
【００１４】
前記通常回路は、バッテリーＢのプラス端子ａに、ツェナーダイオードＺＤのカソードと、第１抵抗Ｒ１の一端がそれぞれ接続され、この第１抵抗Ｒ１の他端に第１トランジスタＴ１のコレクタが接続され、同トランジスタＴ１のエミッタに前記バッテリーＢのマイナス端子が接続され、同トランジスタＴ１のベースに第２抵抗Ｒ２の一端が接続され、この第２抵抗Ｒ２の他端に前記ツェナーダイオードＺＤのアノードと前記バッテリーＢのマイナス端子がそれぞれ接続されて、構成されている。
【００１５】
一方、前記トラブル回路は、前記第１抵抗Ｒ１の一端に、ブザー２の入力端が接続され、そのブザー２の出力端に第２トランジスタＴ２のコレクタが接続され、同トランジスタＴ２のエミッタに前記バッテリーのＢマイナス端子が接続されると共に、同トランジスタＴ２のベースに前記第１抵抗Ｒ１の他端が接続されて構成されている。
【００１６】
次に、上記通常回路の動作を説明する。
前記バッテリーＢの消費電力が、自動車の発電機で充電されリカバーされる通常運転時には、前記バッテリーＢのプラス端子ａとマイナス端子ｂ間の電圧が前記ツェナーダイオードＺＤのツェナー電圧以上となる。
よって、前記ツェナーダイオードＺＤに逆方向電流が流れ、オン（同通）となり、前記第２抵抗Ｒ２の他端と前記バッテリーＢのマイナス端子ｂ間に所定電圧が印加され、前記第２抵抗Ｒ２の一端から前記第１トランジスタＴ１のベースにバイアス電圧が印加される。
その結果、前記第１トランジスタＴ１がオンし、バッテリー電流は、前記バッテリーＢのプラス端子ａから前記第１抵抗Ｒ１に流れ、前記第１トランジスタＴ１のコレクタからエミッタ、前記バッテリーＢのマイナス端子ｂに流れる。
一方、前記第１抵抗Ｒ１により電圧降下されたバッテリー電流は、前記第２トランジスタＴ２の内部抵抗により、そのベースからエミッタに流れ難くなっており、前記第２トランジスタＴ２はオンしない。よって、前記ブザー２が鳴ることはない。
【００１７】
次に、上記トラブル回路の動作を説明する。
前記バッテリーＢのプラス端子ａとマイナス端子ｂ間の電圧が前記ツェナーダイオードＺＤのツェナー電圧以下となる場合には、前記ツェナーダイオードＺＤに逆方向電流が流れず、従って前記ツェナーダイオードＺＤはオフ（不通）となり、前記第１トランジスタＴ１のベースにバイアス電圧が印加されることはない。よって、前記第１トランジスタＴ１がオフとなる。
一方、前記ツェナーダイオードＺＤがオフ時のバッテリー電流により、前記第２トランジスタＴ２のベース電位が上昇し、前記第２トランジスタＴ２はオンとなり、前記ブザー２から前記バッテリーＢのマイナス端子ｂに流れるバッテリー電流が、前記ブザー２を鳴らすることになる。
【００１８】
即ち、前記バッテリーＢの端子ａ，ｂ間電圧が、ツェナー電圧以下に低下すると前記ブザー２が鳴り、また、前記バッテリーＢの端子ａ，ｂ間電圧が、ツェナー電圧以上に回復すれば、前記ブザー２は鳴り止むようになっている。
従って、バッテリーＢの不良をはじめ、オルタネーター、リレー、配線不良等による電圧低下を、ブザー２或いはそのブザー２を組込んだイヤホーン等により、乗務員が認識できる。
【００１９】
前記ツェナーダイオードＺＤのツェナー電圧は、約２２．６Ｖ±０．２Ｖ程度に設定されている。この理由は次の通りである。
第１は、路上故障を起こすような、前記バッテリーＢの容量が完全に低下する前で、かつ、バスが車庫等の拠点まで走行できる程度のバッテリー容量を残した時点で、前記ブザー２を作動させるためである。
通常の運転で、２２．６Ｖから２２．０Ｖまで低下する時間は、約４０分〜約１時間程度を要する。
このような時間的な余裕があれば、拠点への連絡等、善後策を取ることが出来、乗務員に精神的な余裕を与えることができる。
第２は、自動車のギア変速装置のマグネットを作動させるための電圧が２０Ｖ以下まで下がると作動不能になるからである。
第３に、一度、エンジンが停止すると、２０Ｖ以上の電圧がないとセルモータを始動させることができないからである。
第４に、エンジン停止の際の燃料カットソレノイドは、２０Ｖ以上の電圧がないとソレノイドが動作しないため、エンジンを始動させることができないからである。
【００２０】
なお、前記第１、第２抵抗Ｒ１，Ｒ２については、それぞれ約３ｋΩ程度のものを使用する。
【００２１】
次に、図２に基づき、第２実施形態に係る警報ブザー装置１Ａの構成を説明する。
この警報ブザー装置１Ａが、上記警報ブザー装置１と異なる点は、図２に図示したように、一端が前記バッテリーＢのマイナス端子ｂに、他端が前記ツェナーダイオードＺＤのアノードと、第２抵抗２の他端にそれぞれ接続されたコンデンサ７を設けた点である。
前記ツェナーダイオードＺＤは、順方向電流が加えられた場合に、オンする特性がある。そして通常運転時の例えば「アイドリングストップ運動」実施後のエンジン始動時に、急激にバッテリーＢの端子ａ，ｂ間の電圧が低下し、前記ツェナー電圧以下になった場合、前記コンデンサ７が放電し、前記第１トランジスタＴ１をオンさせることができ、前記ブザー２がオンすることはない。
前記コンデンサ７の電荷保持時間は、約５秒間となっており、通常運転時のエンジン始動時等に生じる電圧降下では、ブザー２は鳴らず、乗務員にトラブルの発生を誤解させることはない。
【００２２】
上記のように構成された警報ブザー装置は、ツェナーダイオードＺＤ１個、抵抗２個、トランジスタ２個、ブザー１個＋コンデンサ１個を使い、小数の素子で、安価に、且つ、コンパクトに構成することができる。よって、例えば、図３のように、運転席のダッシュボードに取付けることができる。
なお、上記各実施形態では、バス自動車に適用されるが、トラック等に適用してもよく、車輛の種類に限定されるものではない。
【００２３】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、アイドリングストップ運動の推進にあたり、運転手も安心してその運動を実施できる。
また、ブザーを備えたイヤホンでも良く、ランプのような確認不足になることはない。
また、少数の素子で、警報ブザー装置を構成することかできる。
【００２４】
請求項２に記載の発明によれば、運転者に精神的な余裕を与えると共に、路上故障を避けることができる。
【００２５】
請求項３に記載の発明によれば、エンジンを始動させて、急激なバッテリー端子間電圧の低下があっても、ブザーがオンすることはなく、乗務員に無用の誤解を与えることはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る回路図、
【図２】第２実施形態に係る回路図、
【図３】警報ブザー装置の取付説明図。
【符号の説明】
１ １Ａ 警報ブザー装置
Ｂ バッテリー ａ プラス端子 ｂ マイナス端子
ＺＤ ツェナーダイオード
Ｒ１ 第１抵抗 Ｒ２ 第２抵抗
Ｔ１ 第１トランジスタ Ｔ２ 第２トランジスタ
２ ブザー

Claims (3)

1. バッテリーのプラス端子に、ツェナーダイオードのカソードを、前記バッテリーのマイナス端子に、前記ツェナーダイオードのアノードをそれぞれ接続すると共に、
   前記ツェナーダイオードのカソードに、第１抵抗の一端とブザーの入力端をそれぞれ接続し、
   前記第１抵抗の他端に第１トランジスタのコレクタを接続し、同トランジスタのエミッタに前記バッテリーのマイナス端子を接続し、且つ、前記第１抵抗の他端に第２トランジスタのベースを接続し、
   前記ブザーの出力端に前記第２トランジスタのコレクタを接続し、同トランジスタのエミッタに前記バッテリーのマイナス端子を接続すると共に、
   前記第１トランジスタのベースに、第２抵抗を介して、前記ツェナーダイオードのアノードを接続することを特徴とするバッテリー電圧低下警報ブザー装置。
2. 前記ツェナーダイオードのツェナー電圧は、自動車がそのバッテリー容量により、約１時間程度走行可能な程度の電圧と略同一に設定されていることを特徴とする請求項１に記載のバッテリー電圧低下警報ブザー装置。
3. 前記ツェナーダイオードのアノードと前記バッテリーのマイナス端子間にコンデンサを接続することを特徴とする請求項１に記載のバッテリー電圧低下警報ブザー装置。

Images