JPH0683548B2

JPH0683548B2 - 補助蓄電池の充電装置

Info

Publication number: JPH0683548B2
Application number: JP61198855A
Authority: JP
Inventors: 敬一増野
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1986-08-27
Filing date: 1986-08-27
Publication date: 1994-10-19
Anticipated expiration: 2009-10-19
Also published as: JPS6356135A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は蓄電池の充電方式に係り、特に自動車等におい
て、補助用の蓄電池を円滑に充電する補助蓄電池の充電
装置。

〔従来の技術〕

従来の充電方式では、自動車の主蓄電池と、キヤンピン
グカー等のリクレーシヨン用、または船舶等の非常用に
用いる補助蓄電池を円滑に充電する方式として、以下の
方法が公知であつた。

まず、特開昭51-130833号公報では、補助蓄電池を充電
するのに発電機の出力の一部を半波整流していた。本方
式では、発電機が特殊仕様となることが欠点であつた。

また、標準的な発電機を用いた例としては、特開昭56-1
01343号公報、及び米国特許第3806709号明細書等が挙げ
られる。

いずれにしても上記の従来技術については、補助蓄電池
への配線をさらに追加して充電を行う物であつた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した補助蓄電池の使用目的は、リクレーシヨン用や
非常用であり、自動車のユーザーが任意に、車載された
蓄電池以外の補助蓄電池を搭載することが多い。自動車
においては、主蓄電池は発電機の近傍のエンジン・ルー
ム内に設置されることが通常であるが、補助蓄電池はユ
ーザーが取り外したり移動したりすることが可能なトラ
ンク・ルーム（荷物室）に搭載することが多い。加え
て、蓄電池の製造技術の進歩により、例えば、特開昭60
-1753号公報等に開示された様なシール蓄電池の製品化
が可能となり、電解液の漏出等の心配をしなくても良く
なつたことから一層トランク・ルームへの設置が要求さ
れるようになつた。しかるに、上記従来技術になる３方
式では、補助蓄電池の充電線をエンジン・ルームからト
ランク・ルームまで配線する必要があり、ユーザーが新
たに補助蓄電池を搭載しようとした時等では配線が困難
であるという問題があつた。

本発明の目的は、上述の従来技術の欠点に鑑み、簡単な
配線でトランク・ルーム内に設置した補助バツテリーを
充電することの可能な補助蓄電池の充電装置を提供する
ことにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、エンジン・ルーム内の電源から、車室内の
ブレーキ・スイツチを介して、トランク・ルーム内にあ
るブレーキ・ランプへ電力を供給する配線を充電線とし
て用いることにより達成される。また、ブレーキ・ラン
プの配線を充電線として用いた際に充電電流が過大にな
つた時に配線が焼損することを防止するための電流制限
回路を設けて安全性を確保することも必要である。

〔作用〕

前記ブレーキ・スイツチは自動車の運転者が走行速度を
減じる時に踏むブレーキ・ペダルに連動して閉成され
る。ブレーキ・スイツチが閉じると主蓄電池や発電機か
らの電圧がブレーキ・ランプへ印加される。この時同時
に補助蓄電池への充電が行なわれる。

蓄電池は充電状態，温度等により充電電流値が大きくな
り、過大電流が流れる事があり得るので、このような場
合には充電電流を検出して、該電流値が一定値以上にな
らない様に充電に抑制をかける。以上の様にして、ブレ
ーキ・ランプの配線を利用して、補助蓄電池の充電を行
ない、かつ配線の焼損を防止するように動作する。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。第１
図は、３ボツクス型の自動車の電源回路を表す。１はエ
ンジン・ルームであり、エンジン（図示せず）により駆
動され、直流電力を発生する発電機10,発電機10により
充電され、各種負荷に電力を供給する主蓄電池11を有す
る。２は車室であり、スイツチ21を介して主蓄電池11か
ら電力を供給される負荷22,ブレーキ・ペダルを踏むこ
とにより閉成されるブレーキ・ランプ・スイツチ23等を
有す。３はトランク・ルームであり、ブレーキ・ランプ
31a,31b、補助蓄電池32,コントローラ33を有す。

第２図は第１図のコントローラ33の内部回路図であり、
Ｐチヤンネル形のパワーMOS・FET101,電流検出用の抵抗
器102,PNP形のトランジスタ103,抵抗器104,105ダイオー
ド106から成る。

上記構成において、エンジンが回転している時には、主
蓄電池11は発電機10から充電される。自動車の速度を減
少させる際に運転者がブレーキ・ペダルを踏むと、ブレ
ーキ・ランプ・スイツチ23がそれに連動して閉成され、
ブレーキ・ランプ（31a,31b）に電圧が印加され、点灯
する。自動車等の路上を走行する車両では、通常、追突
防止のためにブレーキ・ランプ31a,31bを後部に具備し
ている。ブレーキ・ランプ31a,31bが点灯すると、コン
トローラ33のａ端子に電圧が発生する。第２図におい
て、抵抗器102を流れる電流が小さい時にはトランジス
タ103はオフしており、パワーMOS・FET101のゲートはア
ース電位に落ち、ソース・ドレイン間が導通し、ダイオ
ード106を通つて、補助蓄電池32へ充電電流が流れる。
また、ブレーキ・ランプ・スイツチ23が開いている時に
は、補助蓄電池32への給電路が断たれ、また、補助蓄電
池32からは、ダイオード106の働きにより、放電電流が
流れ出ない。

一方、補助蓄電池32の充電状態が良好でない時や、長い
間放置されていた時等には、第３図ａに示す様な、ある
いはそれ以上に大きな過渡充電電流が流れる。通常、ブ
レーキ・ランプ31a,31bは25w程度の電球を使用するため
の、25w×2/12V＝4A程度の電流が配線を流れる様に設計
してある。ところが本発明の様に蓄電池を負荷として接
続した場合には、このような過大電流が流れ、配線が焼
損する恐れがある。そこで、本実施例では、電流制限機
構を設けている。抵抗器102に過電流が流れると、両端
に電圧が発生し、トランジスタ103がオンする。する
と、パワーMOS・FET101のゲート電位が高くなり、ソー
ス・ドレイン間が遮断され、電流が流れなくなる。実際
にはパワーMOS・FET101の導電率が下がると、電流値が
低くなり、電流値が低くなると、トランジスタ103がオ
フしてパワーMOS・FET101の導電率が上がるという負帰
還がかかるので、電流値は一定値に制御される。従つ
て、補助蓄電池32への充電電流は第３図ｂの如く、最大
電流値が抑えられたものになる。

本実施例によれば、従来の自動車の配線に簡単な回路を
追加することにより、補助蓄電池32の充電を行うことが
でき、しかも、充電電流値を制限できるので配線の焼損
等を防ぐこともできる。また、電力素子としてパワーMO
S・FET101を使用しているので、オン抵抗の低い物を選
ぶことにより電圧降下を小さくすることが可能である。

本発明の第２の実施例を第４図により説明する。第４図
は第１図中のコントローラ33の他の実施例である。コン
トローラ33の外部回路は第１図と同様である。第４図中
の201はPNP形のパワー・トランジスタであり、102は電
流検出用の抵抗器であり、103はPNP形トランジスタ104,
105は抵抗器である。さらに、202a,202bは分圧抵抗器,2
03はツエナー・ダイオード,204はNPN形トランジスタで
ある。本構成では、まず、分圧抵抗器202a,202b,ツエナ
ー・ダイオード203による電圧検出回路の動作電圧を例
えば、13.5Vといつた、蓄電池が充電状態にある時の電
圧に設定するものとする。ブレーキ・ランプ・スイツチ
23が開いている時には、補助蓄電池32の電圧は低いの
で、トランジスタ204に電流が流れず、パワー・トラン
ジスタ201のベース電流が流れないため回路は動作せ
ず、補助蓄電池32は放電しない。次に、ブレーキ・ラン
プ・スイツチ23が閉成され、ａ端子に電圧が印加され、
その電圧が十分高い時には分圧抵抗器202a,202b,ツエナ
ー・ダイオード203を通つてトランジスタ204が導通し、
ａ端子から抵抗器102,パワー・トランジスタ201のエミ
ツタ，ベース，低抗器105を通つてベース電流が流れ、
パワー・トランジスタ201が導通する。すると、ｂ端子
を介して補助蓄電池32に電圧が印加され、充電電流を供
給する。第１の実施例と同様に、充電電流値が過大にな
つた時には、抵抗器102の両端電圧が大きくなり、トラ
ンジスタ103のベース電流が流れて、トランジスタ103が
導通するので、パワー・トランジスタ201に流れる電流
が制限させる。

一方、主蓄電池11と並列に接続された電気負荷22が過負
荷となつた場合や、発電機10が発電を行なつていない場
合には、コントローラ33のａ端子に印加される電圧は低
いので、分圧抵抗器202a,202b,ツエーナ・ダイオード20
3による電圧検出回路の電圧検出レベルに達せず、トラ
ンジスタ204が遮断となるため、パワー・トランジスタ2
01のベース電流が供給されなくなるため、パワー・トラ
ンジスタ201が遮断され、補助蓄電池32への充電，もし
くは、補助蓄電池32から外部の負荷への放電は行なわれ
ない。

本実施例によれば、第１の実施例の中のダイオード106
が不要であり、ダイオード106の電圧ドロツプによる補
助蓄電池32の充電電圧の低下を考えずにすむことが利点
として挙げられる。また、主蓄電池11の充電状態が良好
で、補助蓄電池32の充電状態が悪い場合に、発電機10が
停止しているにもかかわらず、主蓄電池11に蓄わえられ
た電荷が補助蓄電池32へ移動し、主蓄電池11の充電状態
が悪化するような不具合も解消できる。

次に本発明の第３の実施例を第５図により説明する。第
１及び第２の実施例では補助蓄電池32の充電電圧は、発
電機10の出力電圧により影響を受けていたが、本実施例
では、DC-DCコンバータを利用して、定電圧出力を行な
い、一定の充電電圧を確保するものである。第５図は第
１図のコントローラ33の他の実施例である。コントロー
ラ33の外部回路は第１図と同様である。第５図中301はN
PN形のパワー・トランジスタであり、302は鉄心を有す
るコイルである。抵抗器102,104,PNP形トランジスタ103
は電流制限回路を構成し、第２と同等の働きを行う。30
3は抵抗器であり、304は矩形波を出力する発振回路であ
り、305は３入力のNORゲートであり、306はダイオード,
307a,307bは分圧抵抗器である。

本構成において、ブレーキ・ランプ・スイツチ23が投入
されると、コントローラ33のａ端子に電圧が発生する。
すると、発振回路304が動作し、NORゲート305を介して
パワー・トランシスタ301にオン・オフ信号を与える。
パワー・トランシスタ301によりコイル302の電流が遮断
された時に、コイル302の両端にフライバツク、電圧が
発生し、ダイオード306を通つて補助蓄電池32に電流が
流れる。分圧抵抗器307a,307bは補助蓄電池32の電圧を
検出しており、該電圧が高くなると、分圧点の電圧がNO
Rゲート305の入力スレツシヨルド・レベルを越え、NOR
ゲート305の出力は「０」レベルになる。すると、パワ
ー・トランジスタ301に発振信号の伝達が行なわれなく
なり、コイル302にフライバツク電圧が発生しなくな
り、補助蓄電池32への充電が停止する。補助蓄電池32へ
の充電が停止すると、電圧が低下し、分圧抵抗器307a,3
07bの分圧点の電圧がNORゲート305の入力スレツシヨル
ド・レベル以下になり、パワー・トランジスタ301へ再
び発振信号が伝達されるので、コイル302にフライバツ
ク電圧が発生し、ダイオード306を介して補助蓄電池32
を充電し、その電圧を高める。以上の様にして、補助蓄
電池32の両端電圧は一定値に制御される。また、第１及
び第２の実施例と同様、抵抗器102に流れる電流が過大
になつた場合には、トランジスタ103が導通し、NORゲー
ト305の出力を「０」レベルにし、トランジスタ301に発
振信号を与えないように動作するため、電流値が制限さ
れる。

本実施例では、補助蓄電池32の流電電圧が一定値に制御
されるため、発電機10から、ブレーキ・ランプ31a,31b
への配線抵抗値が大きい場合においても良好な充電が行
われる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、簡単な配線により、主蓄電池と離れた
場所にある、すなわちトランク・ルーム内の補助蓄電池
を円滑に充電することができるので、寒冷地等で主蓄電池の性能劣化、充電不足等による始
動不能が発生した場合に、非常用に用いる補助蓄電池を
常に良好な充電状態に保持することができ、安全性が高
まる。

キヤンピング等のレクレエーシヨン用の電源装置とし
て補助蓄電池をトランク・ルーム等の保管，取り出しが
容易な場所に収納することができ、使い勝手が良い。

という効果がある。また、本発明では、補助蓄電池への
充電は主として制動時に行われるため、従来、自動車の
運動エネルギーのうちブレーキ装置で発生する熱として
消費されていた分を電荷エネルギーとして補助蓄電池に
蓄えることができるため、補助蓄電池を取り付けても余
分なエネルギーを必要としないため、エネルギーの有効
活用が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の自動車の電源系統の回路図
である。第２図は第１図のコントローラ33の内部回路
図、第３図は第２図の回路の動作を説明する波形図、第
４図は第１図のコントローラ33の第２の実施例の回路
図、第５図は第１図のコントローラ33の第３の実施例の
回路図である。１……エンジン・ルーム、２……車室、３……トランク
・ルーム、10……発電機、11……主蓄電池、23……ブレ
ーキ・ランプ・スイツチ、31a,b……ブレーキ・ラン
プ、32……補助蓄電池、33……コントローラ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の発電機と、該発電機により充電され
る主蓄電池と、前記車両の制動動作時に閉成されるブレ
ーキ・ランプ・スイッチと、前記主蓄電池に前記ブレー
キ・ランプ・スイッチを介して接続されるブレーキ・ラ
ンプとより成る車両用電源装置において、前記ブレーキ・ランプ・スイッチが閉成された際にコン
トロールを介して充電制御される非常用補助蓄電池を前
記ブレーキ・ランプと並列に設けると共に、前記主電池
に対し、離れた位置に設置したことを特徴とする補助蓄
電池の充電装置。
【請求項２】特許請求の範囲第１項において、前記ブレ
ーキ・ランプと前記補助蓄電池の間に、電流検出回路と
パワー素子を設け、前記電流検出回路で検出された電流
値が一定値以上になると前記パワー素子を遮断して、前
記補助蓄電池に充電される電流値を制限する電流制限回
路を形成したことを特徴とする補助蓄電池の充電装置。
【請求項３】特許請求の範囲第１項において、前記ブレ
ーキ・ランプと前記補助蓄電池の間に昇圧手段を設け、
前記補助蓄電池の充電電圧を高めたことを特徴とする補
助蓄電池の充電装置。