JP2505087Y2 - 車両用交流発電機の制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、車両用交流発電機の制御装置に関するも
のである。

〔従来の技術〕

第２図は、従来装置を示す一実施例であり、図におい
て、１は車両に装着された図示しない機関により駆動さ
れる交流発電機（以下単に発電機という）であり、電機
子コイル101と、界磁コイル102で構成されている。２は
上記発電機１の交流出力を全波整流する整流器であり、
出力端201,202,203を有している。201はメイン出力を出
力するメイン出力端であり、202は界磁コイルの励磁
と、後述する電圧調整器３、警報器４に発電機１の整流
出力電圧を印加する補助整流出力端子であり、203は接
続端子である。

３は後述する蓄電池５の端子間電圧を所定値に制御す
る電圧調整器であり、次の各部により構成されている。
301,302は後述の蓄電池５の端子電圧を分圧する第１、
第２の分圧抵抗で、303は第１ツェナーダイオードであ
り、これらによって蓄電池５の端子電圧を検出する。30
4は第１の半導体開閉素子のトランジスタであり、ツェ
ナーダイオード303の導・不導通により断続される。305
は出力トランジスタであり、トランジスタ304により断
続制御され、界磁コイル102の界磁電流を制御する。306
は出力トランジスタ305のベース抵抗、307は界磁コイル
102に並列に接続され、界磁コイル102に発生する断続サ
ージを吸収するダイオードである。４は発電機１の出力
電圧を診断警報する警報器であり、次の各部により構成
されている。401は後述の警報ランプ11を駆動する警報
ランプ駆動用トランジスタ、402は、警報ランプ駆動用
トランジスタ401を制御する制御用トランジスタ、403は
発電機１の出力電圧を検出するツェナーダイオード、40
4は警報ランプ駆動用トランジスタ401のベース抵抗、40
5は制御用トランジスタ402のベース抵抗、５は車両に装
着された蓄電池、６はキースイッチ、７は車両の電気負
荷、８は電気負荷スイッチ、９は逆流防止ダイオード,1
0は界磁コイル102の初期励磁用抵抗、11は警報ランプで
ある。

次に動作について説明する。機関の始動に際してキー
スイッチ６が閉じられると、蓄電池５からキースイッチ
６、逆流防止ダイオード９、初期励磁用抵抗10を通して
界磁コイル102に初期励磁電流が流れ、発電機１は発電
可能な状態となる。この状態における整流器２の補助整
流出力端子202の電位は、蓄電池５の電圧を初期励磁用
抵抗10と界磁コイル102の抵抗で分圧した値となり、比
較的低い電位となっている。一方、警報器４は蓄電池５
からキースイッチ６、抵抗404を通して、警報ランプ駆
動トランジスタ401にベース電流が流れ、警報ランプ駆
動用トランジスタ401は導通し、警報ランプ11が点灯
し、非発電状態を表示する。次に、機関が始動され、発
電機１が発電を開始すると、まず、警報器４は発電機１
の出力電圧が抵抗405を通してツェナーダイオード403に
印加され、発電電圧の上昇によって、ついにはツェナー
ダイオード403が導通し、制御用トランジスタ402が導通
して警報ランプ駆動用トランジスタ401が不導通とな
り、警報ランプ11が消灯し、発電機１が正常に発電を開
始したことを表示する。

一方、電圧調整器３は、発電機１の出力により充電さ
れる蓄電池５の端子電圧を分圧抵抗301,302と、ツェナ
ーダイオード303で検出しており、蓄電池５の端子電圧
が上記分圧抵抗301,302と、ツェナーダイオード303とで
設定した第１の所定値、例えば14.4〔Ｖ〕を越えると、
上記ツェナーダイオード303が導通し、トランジスタ304
が導通する。逆に、蓄電池５の端子電圧が所定値以下と
なると、ツェナーダイオード303が不導通となり、トラ
ンジスタ304の断続により出力トランジスタ305が断続さ
れ、界磁コイル102に流れる界磁電流を断続制御して蓄
電池５の端子電圧を第１の所定値14.4〔Ｖ〕に調整して
いる。

ところで、この様な従来装置においては、蓄電池５が
満充電状態にある時に、比較的大きな車両の電気負荷７
が、スイッチ８により遮断され、発電機１の出力電流が
急減した場合、発電機１の界磁電流は急激には減少しな
いので、発電機１の出力電圧が一時的に上昇する。この
状態では、蓄電池５の電圧は電圧調整器３で設定した第
１の所定値（14.4［Ｖ］）より高くなり、第１の所定値
に減衰するまで、数秒間の時間を要する、いわゆる蓄電
池５のフローティング現象のために、この間、ツェナー
ダイオード303、トランジスタ304が導通し、出力トラン
ジスタ305が不導通の状態となり、界磁電流が減少して
発電機１の出力電圧が低下する。このため、補助出力端
子202とアース間の電圧（以下単に電圧という）も低下
し、第２の所定値、例えば８〔Ｖ〕まで低下すると、警
報器４のツェナーダイオード403、トランジスタ402が不
導通となり、したがって、警報ランプ駆動用トランジス
タ401が導通し、警報ランプ11が点灯してしまう。（以
下誤点灯という）という不具合がある。

ところで、この様な警報ランプの誤点灯を防止するも
のとして、例えば特開昭56−22542号公報に記載された
ものがある。第３図はこの構成を示す回路図であり、図
において13は電圧調整器、14は蓄電池５の電圧を分圧す
る分圧抵抗301,302間に挿入された開閉用のトランジス
タ,310,311は発電機の補助整流出力端子202の電圧を分
圧する分圧抵抗であり、その分圧点Ａの電圧がトランジ
スタ14のベースに供給される。

以上のように構成された従来の装置においては、補助
整流出力端子202の電圧が第３の所定値、例えば10
［Ｖ］以上のときは、トランジスタ14は導通しており、
蓄電池５の電圧が分圧抵抗601,302により分圧されてツ
エナーダイオード303に供給され、この電圧により発電
機１の出力電圧が第１の所定値になるようにトランジス
タ304,305を開閉して界磁コイルの励磁電流を制御して
いる。この状態で、比較的大きな電気負荷７が遮断され
ると蓄電池５の端子電圧が第１の所定値よりも高くなり
ツエナーダイオード303,304が導通、トランジスタ305が
不導通となり、界磁電流が減少して発電機の補助整流出
力端子202の電圧が低下し、分圧点Ａの電圧も低下す
る。そして、補助整流出力端子202の電圧が第３の所定
値（例えば10〔Ｖ〕）以下になったときに分圧点Ａの電
圧がトランジスタ14のベース飽和電圧以下となりトラン
ジスタ14が不導通となる。トランジスタ14が不導通とな
るとツェナーダイオード303に蓄電池５の電圧が印加さ
れなくなり、トランジスタ304が不導通、トランジスタ3
05が導通して界磁電流が再び供給されるので発電機１の
出力電圧は上昇する。即ち、補助整流出力端子202の出
力電圧を第２の所定値８〔Ｖ〕までは低下しないように
して、警報ランプ11の誤点灯を防止使用とするものであ
る。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、第３図の改良された従来例において
は、その補助整流出力端子の電圧を抵抗310,311にて分
圧してトランジスタ14のベースエミッタ間に供給するよ
うにしているので、次のような問題点があった。

a.トランジスタ14のベース飽和電圧（VBE）が温度に
よって変化するので、トランジスタ14が不導通となる動
作電圧、即ち分圧点Ａの電圧が変化する。例えば、室温
25〔℃〕において、補助整流出力端子202の電圧が10
〔Ｖ〕に低下したときにトランジスタ14が不導通になる
ように分圧抵抗310と311との抵抗比を15.7対１に設定し
た場合、即ちトランジスタ14のVEBが0.6Vであるので、
補助整流出力端子202の電圧が 0.6×（15.7＋１）/1＝10〔Ｖ〕 となるように設定しておいた場合、走行により発電機近
傍の温度が、例えば125〔℃〕に上昇したときには、ト
ランジスタ14のベース飽和電圧VEBがその温度特性によ
り約0.4〔Ｖ〕に低下するので、トランジスタ14が動作
する補助整流出力端子202の電圧は 0.4×（15.7＋１）/1＝6.7〔Ｖ〕となり、蓄電池のフ
ローティング電圧16〔Ｖ〕との差が9.3〔Ｖ〕となって
警報ランプ11が誤点灯してしまう、という問題点があっ
た。

即ち、温度によってトランジスタ14の動作電圧が大き
く変化するので、警報ランプ11の誤点灯を確実に防止す
ることが困難であった。

b.また、警報ランプ11は発電機の補助整流出力端子20
2と蓄電池５の端子との間の電圧により点灯されるよう
にされているので、補助整流出力端子202の電圧が10
［Ｖ］まで低下しトランジスタ14が不導通となる時点で
は上記両端子間に既に16−10＝６［Ｖ］の電圧が発生す
るが、この６［Ｖ］の電圧に達するまでの間に警報ラン
プが薄く点灯（以下薄灯という）してしまうおろれがあ
り、誤点灯の防止が充分でないという問題点があった。

この考案は、上記のような問題点を解消するためにな
されたもので、大きな電気負荷を遮断した時の蓄電池の
フローティング現象発生時に、発電機の出力電圧の低下
を周囲温度に影響されることなく防ぎ、かつ警報ランプ
の点灯を確実に防止すして、車両の操縦者に不安感を与
える事がない車両用発電機の制御装置を得ることを目的
とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この考案に係る車両用交流発電機の制御装置は、第１
の分圧抵抗と第２の分圧抵抗とにより前記蓄電池の電圧
を分圧して蓄電池分圧電圧として出力する蓄電池電圧分
圧回路と、第３の分圧抵抗と第４の分圧抵抗とにより前
記交流発電機の出力電圧を分圧して発電機分圧電圧とし
て出力する発電機電圧分圧回路と、前記交流発電機の出
力電圧が前記第１の所定値よりも低い第２の所定値以下
のとき警報ランプ電圧を印加して警報ランプを点灯する
警報器と、第１のツェナーダイオードを介して入力され
た前記蓄電池分圧電圧に基づき、前記蓄電池の電圧が第
１の所定値以上になったとき導通する第１の半導体開閉
素子と、第２のツェナーダイオードを介して入力された
前記発電機分圧電圧に基づき、前記交流発電機の出力電
圧が前記第１の所定値よりも低く前記第２の所定値より
も高い第３の所定値以上になったとき導通する第２の半
導体開閉素子と、前記第１の半導体開閉素子と第２の半
導体開閉素子とが直列接続されアンド回路を構成し、こ
のアンド回路の前記第１及び第２の半導体開閉素子の導
通不導通に応じて前記界磁コイルの励磁電流を遮断また
は導通させる第３の半導体開閉素子と、この第３の半導
体開閉素子の導通不導通により前記界磁コイルへの励磁
電流を制御して前記交流発電機の出力電圧を調整する電
圧調整手段とを備えたものである。

〔作用〕

この考案においては、蓄電池電圧分圧回路13および発
電機電圧分圧回路はいずれも抵抗により構成されている
ので、温度変化により分圧比が変化せず、また、ツェナ
ーダイオードを介して蓄電池分圧電圧及び発電機分圧電
圧が入力されるので半導体開閉素子との温度補償特性を
良くすることができ周囲温度によって影響されることが
なくなる。

さらに、第１の半導体開閉素子と第２の半導体開閉素
子とが直列接続されアンド回路を構成しているので、両
方の半導体開閉素子が導通したときのみ確実に界磁コイ
ルへの励磁電流を制御することができ、発電機の出力電
圧が第３の所定値以下になるのを防止するので、蓄電池
にフローティング現象が発生しても警報機が動作して警
報ランプを点灯してしまうおそれがない。

また、警報器は発電機の出力電圧が第２の所定値以下
のとき警報ランプに電圧を印加して警報ランプを点灯す
るようにしているので、警報ランプの薄灯状態の発生を
防止し、車両の操縦者に不安感を与えない。

〔考案の実施例〕

以下、この考案の一実施例を図について説明する。

第１図において、310,311は補助整流出力端子の電圧
を分圧する第３、第４の分圧抵抗、312は第２のツェナ
ーダイオード、313は第２の半導体開閉素子のトランジ
スタである。このトランジスタ313は、蓄電池電圧調整
用の第１のトランジスタ304と直列に継続されアンド回
路を構成する。

また、ツェナーダイオード312とトランジスタ313とを
組合せることにより検出電圧レベル（動作レベル）が周
囲温度によって変化しないように補償している。

次に動作について説明する。従来装置の場合と同様
に、蓄電池５が満充電状態にある時に、比較的大きな車
両の電気負荷７がスイッチ８により遮断された場合、蓄
電池５のフローティング現象が生じ、出力トランジスタ
305が不導通となり界磁電流が減少し、発電機１の出力
電圧低下に伴ない補助整流出力端子の電圧が低下する
が、該補助整流出力端子の電圧を分圧抵抗310,311とツ
ェナーダイオード312により検出しており、補助整流出
力端子の電圧が分圧抵抗310,311と、ツェナーダイオー
ド312とで設定した第３の所定値、例えば10〔Ｖ〕以下
になるとトランジスタ313が不導通となり、出力トラン
ジスタ305は導通し、界磁電流が流れ発電機１の出力電
圧を上昇させる。逆に、発電機１の出力電圧が上昇し補
助整流出力端子の電圧が、第１の所定値14.4〔Ｖ〕を超
えるとトランジスタ313が導通する。またトランジスタ3
04も従来例で説明したとおり第１の所定値14.4〔Ｖ〕を
超えると導通するので、トランジスタ304、トランジス
タ313とのアンド回路の論理積の条件が成立し、出力ト
ランジスタ305のベース電位が下がり、出力トランジス
タ305は不導通となり、界磁電流は減少し、出力電圧は
低下する。この様に蓄電池５のフローティング現象が生
じている間、以上の動作を繰り返す事により、発電機１
の出力電圧が第３の所定値10〔Ｖ〕以下にならないよう
に調整している。ここで、第３の所定値（10〔Ｖ〕）
は、電圧調整器３の分圧抵抗301,302とツェナーダイオ
ード303とにより設定された第１の所定値（14.4
〔Ｖ〕）よりも低く、警報器４のツェナーダイオード40
3により設定され警報器が動作する第２の所定値（８
〔Ｖ〕）よりも高く設定してあるため、警報器４が作動
して、警報ランプ11が点灯する事はない。又、発電機の
出力電圧が第１の所定値（14.4〔Ｖ〕）を超えると界磁
電流が遮断されるので、蓄電池５の端子電圧を高くする
事もない。

なお、入力させる蓄電池分圧電圧および発電機分圧電
圧が共にツェナーダイオードを介して入力されるので、
周囲温度の変化による影響が補償される。

〔考案の効果〕

以上のようにこの考案によれば、蓄電池電圧分圧回路
と発電機電圧分圧回路とを各々分圧抵抗で構成し、かつ
ツェナーダイオードとの組み合わせにより温度補償され
た構成により発電機の出力電圧が第１の所定値より低く
第２の所定値より高い第３の所定値以下となると界磁コ
イルに励磁電流を流して発電機の出力電圧を上昇させる
ようにしたので、蓄電池のフローティング現象発生時に
警報ランプが点灯する事（誤点灯）を周囲温度に影響さ
れることなく防止でき、又警報ランプが薄く点灯するあ
いまいな状態の発生を確実に防止して、車両の操縦者に
不安感を与えないようにできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案による一実施例を示す回路図、第２図
は従来の装置を示す回路図、第３図は他の従来の装置を
示す回路図である。 １……交流発電機、２……整流器、３……電圧調整器、
４……警報器、５……蓄電池、11……警報ランプ、102
……界磁コイル、201……主整流出力端、202……補助整
流出力端、301,302,310,311……分圧抵抗,305,313……
トランジスタ,312……ツェナーダイオード。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−22542（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−38107（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−111034（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭48−31412（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭52−4335（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】界磁コイルを有し整流器を介して蓄電池及
   び負荷に電力を供給する車両用交流発電機の制御装置に
   おいて、 第１の分圧抵抗と第２の分圧抵抗とにより前記蓄電池の
   電圧を分圧して蓄電池分圧電圧として出力する蓄電池電
   圧分圧回路と、 第３の分圧抵抗と第４の分圧抵抗とにより前記交流発電
   機の出力電圧を分圧して発電機分圧電圧として出力する
   発電機電圧分圧回路と、 前記交流発電機の出力電圧が前記第１の所定値よりも低
   い第２の所定値以下のとき警報ランプ電圧を印加して警
   報ランプを点灯する警報器と、 第１のツェナーダイオードを介して入力された前記蓄電
   池分圧電圧に基づき、前記蓄電池の電圧が第１の所定値
   以上になったとき導通する第１の半導体開閉素子と、 第２のツェナーダイオードを介して入力された前記発電
   機分圧電圧に基づき、前記交流発電機の出力電圧が前記
   第１の所定値よりも低く前記第２の所定値よりも高い第
   ３の所定値以上になったとき導通する第２の半導体開閉
   素子と、 前記第１の半導体開閉素子と第２の半導体開閉素子とが
   直列接続されアンド回路を構成し、このアンド回路の前
   記第１及び第２の半導体開閉素子の導通不導通に応じて
   前記界磁コイルの励磁電流を遮断または導通させる第３
   の半導体開閉素子と、 この第３の半導体開閉素子の導通不導通により前記界磁
   コイルへの励磁電流を制御して前記交流発電機の出力電
   圧を調整する電圧調整手段とを備えたことを特徴とする
   車両用交流発電機の制御装置。