JP2003111496A - 車両用発電機の外装型レギュレーター - Google Patents

車両用発電機の外装型レギュレーター

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JP2003111496A
JP2003111496A JP2002151782A JP2002151782A JP2003111496A JP 2003111496 A JP2003111496 A JP 2003111496A JP 2002151782 A JP2002151782 A JP 2002151782A JP 2002151782 A JP2002151782 A JP 2002151782A JP 2003111496 A JP2003111496 A JP 2003111496A
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Do-Kun Kim
ド−クン，キム
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Valeo Mando Electrical Systems Korea Ltd
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Valeo Mando Electrical Systems Korea Ltd
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 車両の電装品及び蓄電池の損傷を未然に防止
できるようにした車両用発電機の外装型レギュレーター
を提供する。 【解決手段】 ＩＧ端子に発生される発電機の過電圧を
検出するツェナーダイオードと、ツェナーダイオードが
過電圧を検出してターンオンされる場合各々ターンオン
されてリレー駆動信号を出力する第１及び第２トランジ
スタと、接点端子が電圧調整部内パワートランジスタと
界磁コイル間に連結されて、第１トランジスタターンオ
ン時リレー駆動信号によって接点端子がスイッチング駆
動されてパワートランジスタと界磁コイル間に流れる界
磁電流を遮断するリレー及び、多数の抵抗、コンデンサ
ー、ダイオードを備えて、発電機の過電圧を検出して界
磁コイルに流れる界磁電流を遮断することによって発電
機が無発電状態になるように制御する過電圧遮断部を含
んでなされることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は車両用発電機(Ａｌ
ｔｅｒｎａｔｏｒ）の外装型レギュレーター(Ｒｅｇｕ
ｌａｔｏｒ)に係り、特にレギュレーターの損傷で発電
機から過電圧(Ｏｖｅｒｃhａｒｇｅ）が発生される場合
リレー(Ｒｅｌａｙ)を通して界磁コイル(Ｆｉｅｌｄ
Ｃｏｉｌ)に流れる界磁電流を遮断して発電機が無発電
状態になるようにすることによって車両の電装品及び蓄
電池の損傷を未然に防止できるようにした車両用発電機
の外装型レギュレーターに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般的に車両には機関の機動装置や点火
装置の電装品をはじめとしてランプ類、エアコン装置等
多くの電気装置が備わっており、このような電気装置に
電力を供給するための電源として蓄電池と発電機があ
る。
【０００３】すなわち、前記発電機は、ベルトで機関と
連結されて駆動されて、その発電量は機関の回転数によ
って異なって、発電機の発電量が各種電気装置、すなわ
ち負荷から発生される負荷量より少ない場合には蓄電池
が電源になって一時放電することによって蓄電池から放
電された電源が各種負荷に供給されて負荷が作動される
ようにして、発電機の発電量が各種負荷から発生される
負荷量より多い場合には発電機のみですべての負荷に電
力を供給して蓄電池も発電機によって充電されるように
する。
【０００４】この際、発電機の界磁コイルに流れる界磁
電流を制御して発電機の出力電圧を制御することによっ
て各種負荷に相応しい電力を供給して蓄電池に正規容量
の電気量が充電されるようにするレギュレーターが前記
発電機と一緒に用いられる。
【０００５】図１は従来車両用発電機のレギュレーター
を示した図面であって、車両のキースイッチオン(Ｏｎ)
時充電ランプ(Ｃhａｒｇｅ Ｌａｍｐ)を点灯して始動
が掛かって発電機が発電する場合充電ランプを消灯する
ように制御する充電ランプ制御部１０と、発電機の出力
電圧を調整電圧で一定に維持するように制御する電圧調
整部２０で構成される。
【０００６】前記充電ランプ制御部１０の場合、車両の
キースイッチオン時蓄電池(図示せず）の電流が点火キ
ー(Ｉｇｎｉｔｉｏｎ Ｋｅｙ)(図示せず)を通して充電
ランプ(図示せず)が連結されたＬ端子に入力されて、発
電機(図示せず）の出力電圧端子に連結されたＡ端子で
抵抗Ｒ１を通して流れる電流がトランジスタＱ７のベー
ス段に入力されると、前記トランジスタＱ７がターンオ
ンされると同時にトランジスタＱ８もターンオンされて
Ｌ端子に入力された蓄電池の電流がトランジスタＱ８を
通してアース(Ｅａｒｔh)Ｅ端子に流れて充電ランプが
点灯される。
【０００７】そして、始動が掛かって発電機が発電する
場合、Ａ端子で抵抗Ｒ１を通して流れる電流がトランジ
スタＱ６のコレクター段に入力されて、発電機の中性点
に連結されたＮ端子からダイオードＤ３及び抵抗Ｒ２を
通して流れる電流がトランジスタＱ６のベース段に入力
されると、前記トランジスタＱ６がターンオンされると
同時にトランジスタＱ７、Ｑ８がターンオフされて蓄電
池の電流がＬ端子に連結された充電ランプに流れなくて
直接Ｅ端子に流れて充電ランプが消灯される。
【０００８】前記電圧調整部２０の場合、蓄電池の電流
が点火キーを通して点火キーが連結されたＩＧ端子に入
力されてダイオードＤ７及び抵抗Ｒ９を通してトランジ
スタＱ２のコレクター段に入力されて、界磁コイル(図
示せず）が連結されたＦ端子でコンデンサーＣ２、抵抗
Ｒ１１、コンデンサーＣ１を通して流れる電流が前記ト
ランジスタＱ２のベース段に入力されると、前記トラン
ジスタＱ２がターンオンされてエミッタ段に流れる電流
がＡ端子に直接連結されたパワートランジスタＱ４のベ
ース段に入力される。
【０００９】これにより、前記パワートランジスタＱ４
がターンオンされてエミッタ段に流れる電流がＦ端子を
通して界磁コイルに流れて界磁コイルを初期励磁させ
る。
【００１０】以後、発電機の出力電圧を調整電圧で一定
に維持するようにするためには下のような制御作動を遂
行する。
【００１１】まず、発電機の出力電圧が調整電圧より高
まると、すなわちＡ端子に直接連結されたトランジスタ
Ｑ１がターンオンされて抵抗Ｒ８を通して電流が直接Ｅ
端子に流れたり、またはトランジスタＱ１がターンオン
されて抵抗Ｒ１１に掛かった発電機の出力電圧がツェナ
ーダイオードＤ５の道通電圧より高まると前記ツェナー
ダイオードＤ５がターンオンされて電流がトランジスタ
Ｑ１、抵抗Ｒ１１、ツェナーダイオードＤ５、ダイオー
ドＤ６、抵抗Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５を通して電流がＥ
端子に流れる。
【００１２】これにより、前記トランジスタＱ２のベー
ス段に電流が入力されなくてターンオフされて、続いて
前記パワートランジスタＱ４もターンオフされ、以後Ｆ
端子に連結された界磁コイルに電流が流れなく発電機は
発電をできなくなって、結局発電電圧が低くなる。
【００１３】次に、発電機の出力電圧が調整電圧より低
くなると、すなわち抵抗Ｒ１１に掛かった発電機の出力
電圧がツェナーダイオードＤ５の道通電圧より低くてツ
ェナーダイオードＤ５がターンオフされて前記トランジ
スタＱ１もターンオフされると、Ｎ端子からダイオード
Ｄ４及び抵抗Ｒ４を通して流れる電流がトランジスタＱ
５のベース段に入力されて、Ａ端子に流れる電流によっ
てトランジスタＱ３、Ｑ２がターンオンされると、前記
パワートランジスタＱ４がターンオンされてＡ端子に流
れる電流がパワートランジスタＱ４を通してＦ端子に連
結された界磁コイルを経てＥ端子に流れて発電機が発電
するようになって発電電圧が高まるようになる。
【００１４】従来には前記のような作動を非常に速い速
度で繰り返しながら発電機の発電電圧を調整電圧で一定
に維持させている。
【００１５】一方、従来には前記電圧調整部２０内パワ
ートランジスタＱ４の熱的、すなわち熱暴走現像を防止
するために放熱板の一種であるヒートシンク(Ｈｅａｔ
Ｓｉｎｋ)を用いた。
【００１６】すなわち、パワートランジスタＱ４の熱暴
走現像でパワートランジスタＱ４が短絡されるようにな
るとレギュレーターがレギュレーション機能を正常的に
遂行できないことである。
【００１７】これにより、従来には前記のようにヒート
シンクを用いてパワートランジスタＱ４の熱暴走現像を
防止しようとしたが、前記ヒートシンクがパワートラン
ジスタＱ４が装着された基板の該位置にねじを通して単
純に締められるによって十分にねじを締めない場合に非
接触現像が発生してヒートシンク機能を十分に発揮でき
ない問題点があった。
【００１８】すなわち、ヒートシンク機能が十分に発揮
できなければパワートランジスタＱ４の熱暴走現像発生
可能性が相変わらず高くてパワートランジスタＱ４の損
傷はもちろんひいてはレギュレーターの損傷をもたらし
て発電機から過電圧が発生するようになって、これによ
り発電機の過電圧によって車両の電装品において損傷及
び破壊の誘発はもちろん蓄電池にも影響を及ぼし蓄電池
の寿命を短縮させるようになる。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記のような
問題点を解決するためのものであり、その目的はレギュ
レーターの損傷で発電機から過電圧が発生される場合ツ
ェナーダイオードを通して発電機の過電圧を検出して、
二個のトランジスタによって駆動されるリレーを通して
パワートランジスタと界磁コイル間に流れる界磁電流を
遮断して発電機が無発電状態になるようにすることによ
って車両の電装品及び蓄電池の損傷を未然に防止できる
ようにした車両用発電機の外装型レギュレーターを提供
することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】前記のような目的を達成
するための本発明の車両用発電機の外装型レギュレータ
ーは、充電ランプ点灯及び消灯を制御する充電ランプ制
御部と、発電機の出力電圧を一定に調整制御する電圧調
整部でなされる車両用発電機の外装型レギュレーターに
おいて、ＩＧ端子を通して入力される電圧を分配する分
配抵抗と、前記分配抵抗によって分配された電圧がツェ
ナー電圧より高い場合ターンオンされてＩＧ端子に発生
される発電機の過電圧を検出するツェナーダイオード
と、前記ツェナーダイオードが過電圧を検出してターン
オンされる場合各々ターンオンされてリレー駆動信号を
出力する第１及び第２トランジスタと、接点端子が前記
電圧調整部内パワートランジスタと界磁コイル間に連結
されて、前記第１トランジスタターンオン時リレー駆動
信号によって接点端子がスイッチング駆動されてパワー
トランジスタと界磁コイル間に流れる界磁電流を遮断す
るリレー及び、多数の抵抗、コンデンサー、ダイオード
を備えて、前記発電機の過電圧を検出して界磁コイルに
流れる界磁電流を遮断することによって発電機が無発電
状態になるように制御する過電圧遮断部を含んでなされ
ることを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、添付された図面を参考にし
て本発明による車両用発電機の外装型レギュレーターの
構成及び作動を詳細に説明する。
【００２２】図２は、本発明による車両用発電機の外装
型レギュレーターを示した図面であって、車両のキース
イッチオン時充電ランプを点灯して始動が掛かって発電
機が発電する場合充電ランプを消灯するように制御する
充電ランプ制御部１０と、発電機の出力電圧を調整電圧
で一定に維持するように制御する電圧調整部２０と、発
電機の過電圧を検出して界磁コイルに流れる界磁電流を
遮断して発電機が無発電状態になるように制御する過電
圧遮断部３０で構成される。
【００２３】この際、前記充電ランプ制御部１０は、各
端子に連結される多数の抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、トラン
ジスタＱ６、Ｑ７、Ｑ８、ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ
３、コンデンサーＣ４でなされて、前記電圧調整部２０
は各端子に連結される多数の抵抗Ｒ４〜Ｒ１５、トラン
ジスタＱ１〜Ｑ３、パワートランジスタＱ４、ダイオー
ドＤ４、Ｄ６、Ｄ７、ツェナーダイオードＤ５、コンデ
ンサーＣ１、Ｃ２、Ｃ３でなされて従来レギュレーター
の構成と同一である。
【００２４】前記過電圧遮断部３０は、図３に示したよ
うに、ＩＧ端子を通して入力される電圧を分配する分配
抵抗Ｒ１７、Ｒ１８と、前記分配抵抗Ｒ１７、Ｒ１８に
よって分配された電圧がツェナー電圧より高い場合ター
ンオンされてＩＧ端子に発生される発電機の過電圧を検
出するツェナーダイオードＤ１０と、前記ツェナーダイ
オードＤ１０が過電圧を検出してターンオンされる場合
各々ターンオンされてリレー駆動信号を出力するトラン
ジスタＱ９、Ｑ１０と、接点端子が前記電圧調整部２０
内パワートランジスタＱ４と界磁コイルＦＣ間に連結さ
れて、前記トランジスタＱ９ターンオン時リレー駆動信
号によって接点端子がスイッチング駆動されてパワート
ランジスタＱ４と界磁コイルＦＣ間に流れる界磁電流を
遮断するリレーＲＥＬで構成される。
【００２５】そして、その他多数の抵抗Ｒ１６、Ｒ１
８、Ｒ１９とコンデンサーＣ８、Ｃ９及びダイオードＤ
８、Ｄ９、Ｄ１１が具備される。
【００２６】この際、前記トランジスタＱ９は、ＰＮＰ
型トランジスタであって、前記トランジスタＱ１０はＮ
ＰＮ型トランジスタであり、相互直列で連結される。
【００２７】そして、前記リレーＲＥＬの１番端子は、
パワートランジスタＱ４のエミッタ段に連結されて、２
番端子はトランジスタＱ９のコレクター段に連結され、
４番端子は界磁コイルＦＣに連結されて、５番端子は抵
抗Ｒ１６に連結され、発電機の過電圧が検出される前ま
では接点端子が前記１番端子と４番端子に連結されてパ
ワートランジスタＱ４と界磁コイルＦＣ間に界磁電流が
供給されるようにしている。
【００２８】一方、前記のようなリレーＲＥＬの端子連
結は図２でも分かるが、この際図２ではリレーＲＥＬの
１番及び４番端子に連結されたＩＮＩ−１及びＩＮＩ−
２の端子がＦ端子に連結されたＪ１内各ＩＮＩ−１及び
ＩＮＩ−２端子に連結されながら１番端子はパワートラ
ンジスタＱ４のエミッタ段に連結されて、４番端子は界
磁コイルＦＣに各々連結されることを示している。
【００２９】前記のように構成された本発明の車両用発
電機の外装型レギュレーターの作動を説明すると次のど
おりである。
【００３０】ここで、本発明による車両用発電機の外装
型レギュレーターの場合、充電ランプ点灯及び消灯制御
や、発電機の出力電圧を調整電圧で一定に維持するよう
にするためになされる電圧調整制御は従来レギュレータ
ーでなされる作動と同一であって詳細な説明は省略す
る。
【００３１】それゆえ、以後前記過電圧遮断部３０の作
動を詳細に説明すると次のどおりである。
【００３２】すなわち、パワートランジスタＱ４の熱暴
走現像によってパワートランジスタＱ４のコレクター段
とエミッタ段が短絡されてパワートランジスタＱ４が損
傷されたり、界磁コイルＦＣが短絡される場合、または
レギュレーター内他の部品が損傷されて正常的なレギュ
レーション機能が喪失される場合には結局レギュレータ
ーの損傷をもたらして発電機から過電圧が発生するよう
になる。
【００３３】そうすると、まず過電圧遮断部３０は、Ｉ
Ｇ端子からダイオードＤ８を通して流れる電流の電圧を
分配抵抗Ｒ１７、Ｒ１８を通して分配して分配抵抗Ｒ１
８に掛かった電圧をツェナーダイオードＤ１０に入力す
る。
【００３４】この際、前記ツェナーダイオードＤ１０
は、ツェナー電圧を利用して発電機の過電圧を検出する
ようになる。
【００３５】すなわち、前記ツェナーダイオードＤ１０
に入力される電圧がツェナー電圧より高ければ発電機か
ら過電圧が発生されることであるので発電機の過電圧を
検出して、以後ツェナーダイオードＤ１０がターンオン
されながらトランジスタＱ１０のベース段に電流が入力
される。
【００３６】続いて、前記ＮＰＮ型トランジスタＱ１０
がターンオンされながら直列で連結されたＰＮＰ型トラ
ンジスタＱ９もターンオンされてトランジスタＱ９と抵
抗Ｒ１６間に連結されたリレーＲＥＬのコイルに電流が
流れてリレーＲＥＬの１番端子に連結された接点端子が
３番端子にスイッチングされて接点が変更される。
【００３７】これにより、パワートランジスタＱ４と界
磁コイルＦＣ間に流れる界磁電流が遮断されて発電機は
無発電状態になって、結局レギュレーターに印加される
発電機の過電圧を遮断して車両の電装品及び蓄電池の損
傷を未然に防止するようになる。
【００３８】前記のように本発明では過電圧発生時リレ
ーＲＥＬを迅速に駆動させて、電源が遮断されない限り
引続きオン状態を維持するようにして、特にリレーＲＥ
Ｌ駆動のためのトランジスタを一つのみ用いないで二個
を用いることによって一つのみ使用時リレーＲＥＬのオ
ン／オフ接点時間があまりに早くて接点が熱と電流によ
ってくっ付いて機能を喪失するようになることを防止す
るようにする。
【００３９】そして、本発明では車両運転席ディスプレ
ー板下に警告表示燈を設置してレギュレーター損傷時レ
ギュレーターの故障情報を前記警告表示燈の点灯を通し
て示して運転者をして他の部品や製品との区別はもちろ
ん故障が発生した部位をさらに正確に認識できるように
する。
【００４０】また、本発明によるレギュレーターは、外
装型レギュレーターであって、従来発電機と一緒に内蔵
される内蔵型レギュレーターに比べてレギュレーター損
傷時レギュレーターのみを取り替えることによって費用
の節減を図ることができるようにする。
【００４１】
【発明の効果】前記で説明したように、本発明はレギュ
レーターの損傷で発電機から過電圧が発生される場合ツ
ェナーダイオードを通して発電機の過電圧を検出して、
二個のトランジスタによって駆動されるリレーを通して
パワートランジスタと界磁コイル間に流れる界磁電流を
遮断して発電機が無発電状態になるようにすることによ
って過電圧によって損傷される車両の電装品及び蓄電池
を保護することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来車両用発電機のレギュレーターを示した図
面である。
【図２】本発明による車両用発電機の外装型レギュレー
ターを示した図面である。
【図３】図２の過電圧遮断部を詳細に示した図面であ
る。
【符号の説明】
１０:充電ランプ制御部 ２０:電圧調整部 ３０:過電圧遮断部 Ｃ１〜Ｃ９:コンデンサー Ｄ１〜Ｄ４、Ｄ６〜Ｄ９、Ｄ１１;ダイオード Ｄ５、Ｄ１０:ツェナーダイオード Ｒ１〜Ｒ１９:抵抗 Ｑ１〜Ｑ３、Ｑ５〜Ｑ１０:トランジスタ Ｑ４:パワートランジスタ ＲＥＬ:リレー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H590 AB01 CA07 CA23 CC01 CD10 CE05 EA13 EB02 EB21 FA06 FB01 FC12 FC25 HA02 HB06 JB06 KK02 KK07

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】充電ランプ点灯及び消灯を制御する充電ラ
    ンプ制御部と、発電機の出力電圧を一定に調整制御する
    電圧調整部でなされる車両用発電機の外装型レギュレー
    ターにおいて、 ＩＧ端子を通して入力される電圧を分配する分配抵抗
    と、前記分配抵抗によって分配された電圧がツェナー電
    圧より高い場合ターンオンされてＩＧ端子に発生される
    発電機の過電圧を検出するツェナーダイオードと、前記
    ツェナーダイオードが過電圧を検出してターンオンされ
    る場合各々ターンオンされてリレー駆動信号を出力する
    第１及び第２トランジスタと、接点端子が前記電圧調整
    部内パワートランジスタと界磁コイル間に連結されて、
    前記第１トランジスタターンオン時リレー駆動信号によ
    って接点端子がスイッチング駆動されてパワートランジ
    スタと界磁コイル間に流れる界磁電流を遮断するリレー
    及び、多数の抵抗、コンデンサー、ダイオードを備え
    て、前記発電機の過電圧を検出して界磁コイルに流れる
    界磁電流を遮断することによって発電機が無発電状態に
    なるように制御する過電圧遮断部を含んでなされること
    を特徴とする車両用発電機の外装型レギュレーター。
  2. 【請求項２】前記過電圧遮断部内第１トランジスタがＰ
    ＮＰ型トランジスタであって、第２トランジスタはＮＰ
    Ｎ型トランジスタとして、相互直列で連結されることを
    特徴とする請求項１に記載の車両用発電機の外装型レギ
    ュレーター。
JP2002151782A 2001-07-27 2002-05-27 車両用発電機の外装型レギュレーター Pending JP2003111496A (ja)

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