JP2569595B2 - センサ信号入力装置の接触抵抗検出装置 - Google Patents

センサ信号入力装置の接触抵抗検出装置

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JP2569595B2 JP62227252A JP22725287A JP2569595B2 JP 2569595 B2 JP2569595 B2 JP 2569595B2 JP 62227252 A JP62227252 A JP 62227252A JP 22725287 A JP22725287 A JP 22725287A JP 2569595 B2 JP2569595 B2 JP 2569595B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は接触抵抗検出装置に関し、詳しくは、例えば
温度センサを含む車両用充電装置の電圧調整装置のよう
に付設された温度センサとのコネクタで誤差の原因とな
る接触抵抗が生じたときこれを容易に検出するための接
触抵抗検出装置に関するものである。
[従来の技術] 例えば車両に搭載されたバツテリをエンジンで駆動さ
れる交流発電機で充電する場合、エンジン回転数の変動
に応じて変動する交流発電機の出力電圧は電圧調整装置
によつて一定の電圧に保たれる必要がある。この電圧調
整装置を備えた充電装置では、バツテリの内部温度を検
出する温度センサを付設し、当該電圧調整装置が、予じ
めこの温度センサから得られるバツテリの内部温度情報
を考慮し、バツテリの内部温度に適合する充電電圧を設
定するよう動作する構成のものが提案されている(特願
昭47-27759号)。このような構成の充電装置では、バツ
テリと電圧調整装置の間に温度差があつてもバツテリ温
度の補償が十分に行われるので、充電特性を良好に保
ち、バツテリの寿命を長くすることができるという利点
を有する。
[発明が解決しようとする問題点] ところが、前記の温度センサを備えた電圧調整装置付
き充電装置では、次のような問題を有する。すなわち、
外部取付けセンサとして、例えば半導体形式の温度セン
サのような電圧出力型センサを使用し、この電圧出力型
センサと電気回路部分との間をコネクタで接続する場
合、コネクタ部分で接触抵抗による電圧降下が発生する
ことがある。かかる電圧降下は、電圧出力型センサでは
センサによつて検出される出力値に対して大きな誤差の
原因となる。
前記電圧調整装置の回路の場合だけではなく、一般に
コネクタを介して外部的に取付けられるセンサを備えた
電気回路では、特に接触抵抗が生じるおそれがあり、こ
の場合、接触抵抗に起因する誤差により本来の回路機能
が低下するという不具合が生じる。
本発明の目的は、外部取付けセンサを備えた電気回路
のセンサ信号入力装置において当該センサとの間に接触
抵抗が生じた場合にこれを容易に且つ正確に検出するこ
とのできる接触抵抗検出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] 本発明により、センサ信号入力装置の接触抵抗検出装
置が提供され、以下の構成を有する。
直流の電源電圧を印加されて所定の物理状態を検出
し、該検出値を示す直流成分を含む出力電圧を発生する
とともに、電源電圧の交流成分に対応する変動を出力電
圧に生じない特性をもったセンサと;前記センサに接続
されたコネクタと;前記コネクタを介して前記センサへ
電源電圧を印加するとともに、前記センサの出力電圧を
含む電圧信号を前記コネクタを介して入力するセンサ信
号検出回路とを備え; 前記センサ信号検出回路は、 直流と交流とを重畳した電源電圧を発生し、前記コネ
クタを介して前記センサに供給する電源回路と;前記コ
ネクタを介して入力される電圧信号の直流成分を、前記
所定の物理状態を示す信号として検出する検出回路11
と;前記コネクタを介して入力される電圧信号の交流成
分を前記検出回路による直流成分の検出と並行して同時
に検出し、交流成分が所定値を越えることを判定して、
前記コネクタにおける接触抵抗の発生を検出する交流成
分検出回路19とを備える。
[作用] 本発明によれば、コネクタを介して入力される電圧信
号の直流成分を検出することでセンサで検出された物理
量を検出するとともに、この物理量の検出と同時に交流
成分検出回路によってコネクタにおける接触抵抗の発生
を検出する。
[実施例] 以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明す
る。
第1図は本発明に係る接触抵抗検出装置を電圧調整装
置の回路に適用した実施例を示し、本図において、1は
車両上の三相交流用の発電機、2は車両搭載用バツテ
リ、3は発電機1からバツテリ2に供給される充電のた
めの電圧を調整する電圧調整器、4はバツテリ2の温度
状態を検出するため外部センサとして配設された温度セ
ンサであつて電圧出力型の例えば半導体温度センサであ
る。
電圧調整器3の回路構成において、端子5はバツテリ
2の陽極に接続される端子で、端子5とアース端子6と
の間にはダイオード7と界磁電流を制御する作用を有す
るnpn型トランジスタ8が接続される。トランジスタ8
のコレクタは発電機1の界磁巻線9を介して発電機1の
出力側のバツテリ端子10に接続される。トランジスタ8
のベースには、コンパレータ11の出力が与えられ、更に
コンパレータ11の入力側のマイナス端子には抵抗12,13
によつて得られる分圧が基準電圧Vref 1として入力さ
れ、一方プラス端子には温度センサ切換装置14の切換子
14aを備える出力側端子が接続され、後述のように所要
の電圧がプラス端子へ入力電圧として適宜に与えられ
る。なお、切換装置14は入力端子として2つの端子14b,
14cを有している。
温度センサ4はコネクタ15を介して電圧調整器3に接
続される。温度センサ4は接続端子として2つの端子4
a,4bを備える。コネクタ15も2つの接続端子15a,15bを
有し、その中に示される抵抗16は仮想的に接触抵抗を示
したものである。17は、温度センサ4にバイアスをかけ
るための交流成分発生器であつて、例えば簡単な構成の
ものとしては正弦波発振器が使用される。なお第1図中
では矩形波的成分を有する波形が示されている。交流成
分発生器17の一方の端子はコネクタ15を介して温度セン
サ4の一方の端子4bに接続されると共にアース端子6に
接続される。交流成分発生器17の他方の上端子は抵抗18
を介して交流成分検出回路19に接続される。また、温度
センサ4の他方の端子4aはコネクタ15を介して抵抗18の
図中下端子及び直接に前記温度センサ切換装置14の一方
の入力端子14bにそれぞれ接続されている。
温度センサ切換装置14の他方の入力端子14cには内部
基準電圧が与えられる。この基準電圧は、イグニツシヨ
ンスイツチ20を介して端子21より取入れられたバツテリ
2からの電圧を抵抗22とツエナーダイオード23、更には
抵抗24,25によつて適宜な値で取出される。
19は前述した交流成分検出回路であり、温度センサ4
に発生する交流成分を検出する作用を有する。この検出
回路19はトランジスタ26とコンパレータ27を含み、トラ
ンジスタ26のベースにはコンデンサ28を介して上記交流
成分発生器17からの信号が与えられ、コレクタには端子
21から抵抗29を介してバツテリ電圧を減圧した電圧が印
加され、そのエミツタからの出力はコンパレータ27の入
力側のプラス端子に入力される。コンデンサ30と抵抗31
はコンパレータ27のプラス端子に入力する電圧を得るた
めの回路要素である。またコンパレータ27の入力側のマ
イナス端子には前記抵抗24,25によつて分圧されて取出
された電圧が基準電圧Vref 2として入力される。これら
の入力電圧の大小関係の結果得られた、コンパレータ27
の出力電圧は切換信号として温度センサ切換装置14に供
給され、その出力状態に応じて切換子14aを入力側端子1
4b,14cのいずれか一方に選択的に接続せしめる。
次に前記構成を有する電圧調整器3の動作を第1図な
いし第3図に基づいて説明する。
イグニツシヨンスイツチ20がオン状態にあると、バツ
テリ2の電力が端子21を介して電力調整器3の各部に供
給される。この結果、温度センサ切換装置14の端子14c
に基準電圧Vref 1が、交流成分検出回路19のコンパレー
タ27のマイナス端子に基準電圧Vref 2が与えられる。交
流成分発生器17の交流成分を含んだ出力Aを第2図に示
し、この出力は抵抗18を介して温度センサ4に供給され
ている。温度センサ4は通電されることによつて検出す
べき温度に対応した電圧を発生する作用を有する。温度
センサ4の出力は「正常時」と「異常時」とでその信号
の波形が異なる。ここで、「正常時」とはコネクタ15に
接触抵抗16が生じない状態にあるときをいい、「異常
時」とは接触抵抗16が生じた状態にあるときをいう。正
常時においては、温度センサ4の出力は、第3図中Bで
示されるように直流電圧として現われる。これは、電圧
出力型の半導体温度センサの出力電圧は、例えば第5図
に示すようにバイアス電流の影響を受けずに温度によつ
てのみ変化する特性を持つているからである。このよう
に、端子4aに発生する電圧が直流電圧である場合には、
交流成分検出回路19のトランジスタ26のベースはコンデ
ンサ28によつて負電位に保たれるからトランジスタ26は
オフ状態に保持される。その結果、コンパレータ27は切
換信号を出力せず、交流成分検出回路19から温度センサ
切換装置14に対して切換信号は提供されず、切換子14a
は入力端子14bに接続された状態に維持される。従つ
て、このような正常時の状態では、コンパレータ11のプ
ラス端子に入力される電圧は温度センサ4の出力電圧で
あり、この温度センサ4の出力電圧に基づき生じるコン
パレータ11の制御出力によつてトランジスタ8の動作を
制御し、発電機1の励磁電流を制御している。すなわ
ち、電圧調整器3の電圧調整は、温度センサ4の検出す
る温度情報に基づいて決定される。
一方、前述の異常時においては、温度センサ4の出力
電圧を検出すると、第3図中のCで示すように接触抵抗
16によつて出力電圧に交流変動分が発生する。これは、
コネクタ15の接触抵抗16によつて生じる電圧は電流依存
性があるため、交流成分発生器17から供給される交流成
分に対応して交流変動分が生じ、温度センサ4の出力電
圧に含まれるのである。このように、温度センサ4の検
出電圧は接触抵抗16が起因となる誤差を含むことにな
り、電圧調整器3は正確に温度を検出していないことに
なる。このように端子4aに交流成分が発生した場合に
は、交流成分検出回路19のトランジスタ26のベースには
コンデンサ28を介して電流が流れ、トランジスタ26は周
期的にオンする。トランジスタ26の出力はコンデンサ30
で平滑され、コンパレータ27のプラス端子に加わり、コ
ンパレータ27の出力状態を反転させ、切換信号を出力す
る。こうして、端子15a,15b間の電圧に交流成分が発生
した場合、すなわち、温度センサ4の検出電圧に誤差が
含まれる場合には、交流成分検出回路19から温度センサ
切換装置14に切換信号が出力される。そして、この切換
信号によつて切換子14aは端子14bから端子14cに切換え
られ、温度センサ4からの検出電圧の代わりに、電圧調
整器3内に設けられた別の基準電圧がコンパレータ11の
プラス端子に与えられる。すなわち、コネクタ15に接触
抵抗16が発生して温度センサ4から温度情報を正しく取
出すことができなくなつたときには、誤動作を防止する
目的で、電圧調整器3内に予じめ用意された電圧値を基
準電圧として使用することになる。そしてこの基準電圧
を用いて、コンパレータ11の制御出力を得、トランジス
タ8の動作を制御し、発電機1の励磁電流を制御する。
次に本発明の第2実施例を第4図に基づいて説明す
る。第4図は電圧調整器3の他の構成を一部ブロック図
によつて示す。この実施例では、接触抵抗がない場合に
は温度センサ4の検出電圧をそのまま用いて、また接触
抵抗16が発生した場合にあつても、接触抵抗16が起因と
なる誤差分を補正した結果得られる温度センサ4の検出
電圧を用いて制御を行う。第4図の電圧調整器3におい
て、新たに発振電圧検出器32、センサ電圧検出器33、マ
イクロコンピュータ34、基準電圧発生器35が図示された
接続関係にて導入され、その他の構成において前記第1
実施例と同一の回路要素には同一の符号が付されてい
る。
端子15a,15bには温度センサ4が接続され、交流成分
発生器17から出力された電圧は抵抗18を介して温度セン
サ4に印加される。この場合、第3図に示すように、交
流成分発生器17の出力電圧Aの取る電圧値をVAH、VAL
接触抵抗存在時端子15aに発生する温度センサ4の出力
電圧Cの取る電圧値をVTH、VTLとする。VAHとVTH、VAL
とVTLはそれぞれ対応している。交流成分発生器17の出
力する電圧の各値と温度センサ4の出力する電圧の各値
は、それぞれ発振電圧検出器32とセンサ電圧検出器33で
検出され、マイクロコンピュータ34に提供される。マイ
クロコンピュータ34は正常時には温度センサ4の検出電
圧をそのまま用いて制御を行う。異常時には、マイクロ
コンピュータ34は、VAH、VAL、VTH、VTLを用いて次式の
演算を行い、基準電圧Vref 3を求め、この基準電圧V
ref 3を基準電圧発生器35からコンパレータ11のプラス
端子に与えて、制御を行う。
上記の演算式によつて得られる基準電圧Vref 3は、第6
図に示すように、接触抵抗16が発生していない場合の温
度センサ4の出力電圧VTに相当する。すなわち、接触抵
抗16が発生したとしても、電圧調整器3によつて調整さ
れる電圧は前記補正によつて温度センサ4の検出する温
度に対応した正確な電圧値VTとなる。
なお前記各実施例では、接触抵抗の存在を検出したと
き発電機の出力の制御をいかに行うかについての構成を
説明したが、接触抵抗の存在を検出したとき単に警告を
発生するような構成にすることもできる。
第7図は本発明の第3実施例を示す。この実施例で
は、温度センサの代わりに3端子型電流センサ回路36を
用いており、電流センサ回路36は、3端子37a,37b,37c
を有するコネクタ(図示せず)を介して制御装置38の回
路に接続されている。この電流センサ回路36は内部にホ
ール素子39を有しており、このホール素子39に鎖交する
磁束の量に基づいて、所定の電線に流れる電流量を、非
接触形式にて検出する作用を有する。ホール素子39には
定電流源40によつて定電流が常に流されており、更にホ
ール素子39の1対の出力端子は差動増幅の作用を有する
演算増幅器回路41の2入力端子に接続されている。ホー
ル素子39に磁束が鎖交するとホール素子39の出力端子間
には磁束量に比例した電圧が発生し、その電圧は演算増
幅器回路41で増幅されて、端子37bに出力される。
一方、制御装置38は、前記実施例と同様に交流成分発
生器17と交流成分検出回路19とを含んでおり、更に電流
センサ回路36の出力信号を入力しその出力電流量を表示
する電流表示器42と、前記交流成分検出回路19の所定の
出力で作動する警報表示器43とを備えている。なお、制
御装置38は所定の制御機能を有しているが、第7図では
制御機能に関する構成を特定して示していない。
制御装置38は、端子37a,37cを介して交流成分発生器1
7の交流信号がホール素子39に与えられるように、電流
センサ回路36と接続されている。交流信号は端子37aか
らホール素子39を通つて端子37cへと流れる。この場合
において、仮想的に示した接触抵抗16が存在しない場合
には、電流センサ回路36の出力には交流成分の信号は発
生しないが、接触抵抗16が生じた場合には前記出力に交
流成分の信号が発生する。そこで、交流成分検出回路19
は、前記実施例で説明した作用によつてセンサ出力の交
流変動分を検出し、警報表示器43に信号を送つて警報動
作を行わせる。
なお、第7図中44は電流制限用抵抗、45はホール素子
39を保護するツエナーダイオードである。
[発明の効果] 以上の説明で明らかなように本発明によれば、例えば
車両用充電装置の電圧調整装置に備えられた外付け温度
センサ等のコネクタに生じる接触抵抗を、その電流依存
性に基づき交流成分を含む電気信号で容易に且つ正確に
検出することができ、しかも、センサ等による物理量の
継続的検出と接触抵抗の検出とを簡単な構成で同時に行
なえる。当該電圧調整装置やその他制御装置において、
従来問題になつていた接触抵抗による誤差を排除する構
成を実現でき、より正確な適切な電圧調整を行うことが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例を示す電気回路図、 第2図は交流成分発生器の出力信号の波形図、 第3図はコネクタの接続端子間に生じる信号の波形図、 第4図は本発明の第2実施例の構成を示す一部ブロツク
回路図、 第5図は温度センサの出力特性の一例を示す特性図、 第6図は演算式によつて得られる基準電圧の意味を解説
するための回路図、 第7図は本発明の第3実施例の構成を示す電気回路図で
ある。 [符号の説明] 1……発電機 2……バツテリ 3……電圧調整器 4……温度センサ 14……温度センサ切換装置 15……コネクタ 16……接触抵抗 17……交流成分発生器 19……交流成分検出回路 36……3端子型電流センサ回路

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】直流の電源電圧を印加されて所定の物理状
    態を検出し、該検出値を示す直流成分を含む出力電圧を
    発生するとともに、電源電圧の交流成分に対応する変動
    を出力電圧に生じない特性をもったセンサと、 前記センサに接続されたコネクタと、 前記コネクタを介して前記センサへ電源電圧を印加する
    とともに、前記センサの出力電圧を含む電圧信号を前記
    コネクタを介して入力するセンサ信号検出回路とを備
    え、 前記センサ信号検出回路は、 直流と交流とを重畳した電源電圧を発生し、前記コネク
    タを介して前記センサに供給する電源回路と、 前記コネクタを介して入力される電圧信号の直流成分
    を、前記所定の物理状態を示す信号として検出する検出
    回路(11)と、 前記コネクタを介して入力される電圧信号の交流成分を
    前記検出回路による直流成分の検出と並行して同時に検
    出し、交流成分が所定値を越えることを判定して、前記
    コネクタにおける接触抵抗の発生を検出する交流成分検
    出回路(19)とを備えることを特徴とするセンサ信号入
    力装置の接触抵抗検出装置。
  2. 【請求項2】前記センサ信号検出回路は、前記交流成分
    検出回路により交流成分が所定値を越えることが判定さ
    れると、前記コネクタを介して入力される電圧信号に代
    えて所定の電圧信号を前記検出回路へ印加する切替回路
    を備えることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載
    のセンサ信号入力装置の接触抵抗検出装置。
  3. 【請求項3】前記センサ信号検出回路は、前記交流成分
    検出回路により交流成分が所定値を越えることが判定さ
    れると、警報を発する手段を備えるとを特徴とする特許
    請求の範囲第1項に記載のセンサ信号入力装置の接触抵
    抗検出装置。
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