JP3038746B2 - 車両用充電制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、車両用充電制御装置に関する。

［従来の技術］ 従来より、車両用充電制御装置においては、電気負荷
の遮断等によりバッテリ電圧が調整電圧を越えた際に、
発電機の界磁コイルの通電を停止することによって発電
を停止させているが、このときチャージランプが誤って
点灯してしまう可能性があった。

この問題点を解消するため、バッテリ電圧が調整電圧
を越えた際に、チャージランプを強制的に消灯させる車
両用充電制御装置Ａが提案されている。

また、発電機の出力電圧がチャージランプ点灯レベル
より高い所定電圧以下に低下した際に、バッテリの調整
電圧を高くして、発電を継続させる車両用充電制御装置
Ｂが提案されている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、調整電圧を切替え可能なレギュレータに車
両用充電制御装置Ａを適用することが考えられる。しか
るに、この装置において、第１調整電圧からその第１調
整電圧より低い第２調整電圧に切替えた時に、バッテリ
電圧はすぐに低下しない。この間に、使用者がキースイ
ッチをオフし直ちにオンした場合、あるいはエンジンス
トップした場合に、バッテリ電圧が未だ第２調整電圧を
越えていると、発電機が発電していないときでもチャー
ジランプが点灯しないという不具合がある。

また、調整電圧を切替え可能なレキュレータに車両用
充電制御装置Ｂを適用することも考えられる。しかる
に、この装置において、第１調整電圧のときは、その第
１調整電圧より高い設定電圧が必要となる。その上、電
気負荷の遮断等によりその設定電圧以上にバッテリ電圧
が上昇すると、チャージランプが誤って点灯するという
不具合がある。

本発明は、警報発生手段が適切に作動する車両用充電
制御装置の提供を目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の車両用充電制御装置は、 車両用内燃機関に回転駆動されて発電する発電機と、 該発電機に充電されるバッテリと、 そのバッテリ電圧を検出し、その検出電圧に応じて前
記発電機の発電量を制御して、前記バッテリ電圧を設定
値に設定する電圧設定手段と、 前記バッテリと前記電圧設定手段との間に接続された
キースイッチと、 前記設定値を第１設定値とその第１設定値より低い第
２設定値とに外部からの信号により任意に切替える第１
切替手段と、 前記発電機の出力電圧を検出し、その検出電圧が前記
第２設定値より低い第３設定値以下に低下した際に、前
記設定値を前記第２設定値から前記第１設定値に強制的
に切替える第２切替手段と、 前記発電機の出力電圧を検出し、その検出電圧が前記
第３設定値より低い第４設定値以下に低下した際に、警
報を発生する警報発生手段と、 前記第１設定値により制御している時、前記バッテリ
電圧が前記第１設定値を越えた際に、前記警報発生手段
の検出電圧を前記第４設定値より高く保つ警報出力保持
手段 を備えている。

［作用］ ア）バッテリ電圧が第１設定値に設定されているとき
に、第１切替手段により設定値を第２設定値に切替えた
際、使用者がキースイッチをオフして直ちにオンし、未
発電の場合、あるいはエンジンストップした場合に、バ
ッテリ電圧が未だ第２設定値以上に上昇していても、バ
ッテリ電圧が第１設定値以下に低下していれば、警報出
力保持手段が作動しない。このため、発電機の出力電圧
が第４設定値以下に低下するので、警報発生手段によっ
て警報が発生する。

イ）第１切替手段により設定値が第２設定値に切替えら
れているときに、電気負荷の遮断等でバッテリ電圧が第
２設定値を越えると、電圧設定手段によって発電機の発
電が抑制される。そして、発電機の出力電圧が第３設定
値以下に低下すると、第２切替手段により設定値が第１
設定値に切替えられる。よって、強制的に発電機が発電
を開始することによって、発電機の出力電圧が第４設定
値以下に低下することはない。このため、警報発生手段
は警報を発することはない。

ウ）第１切替手段または第２切替手段により設定値が第
１設定値に切替えられているときに、電気負荷の遮断等
でバッテリ電圧が第１設定値を越えると、電圧設定手段
によって発電機の発電が抑制される。このとき、警報出
力保持手段によって警報発生手段の検出電圧が第４設定
値より高く保たれる。このため、発電機の出力電圧が第
４設定値以下に低下しても警報発生手段は警報を発しな
い。

［発明の効果］ 前述の作用で述べたように、警報発生手段が適切に作
動するため、信頼性の非常に優れた車両用充電制御装置
を提供することができる。

［実施例］ 本発明の車両用充電制御装置を第１図に示す一実施例
に基づき説明する。

第１図は本発明を採用した自動車用充電制御装置を示
す。

自動車用充電制御装置１は、三相交流発電機（以下発
電機と略す）２、該発電機２に充電されるバッテリ３、
発電機２とバッテリ３とに接続されたレギュレータ10、
バッテリ３とレギュレータ10とに接続されたキースイッ
チ４、およびレギュレータ10に通電制御されるチャージ
ランプ５を備える。

発電機２は、ハウジングに固定されたステータコアに
巻回された三相のステータコイル21、該ステータコイル
21の出力を整流するダイオード22、および自動車用内燃
機関に回転駆動されるロータコアに巻回された界磁コイ
ル（ロータコイル）23を有する。

この発電機２は、ロータが回転駆動され、且つロータ
コイル23が通電されると、ステータコイル21に交流電流
が発生する。この交流電流は、ダイオード22で整流され
て直流となり、バッテリ３が充電される。

キースイッチ４は、一端がチャージランプ５およびレ
ギュレータ10に接続され、他端がバッテリ３およびスイ
ッチ41を介して電気負荷42に接続されている。また、こ
のスイッチ41は、キースイッチ４を介さずにバッテリ３
に接続されている。

チャージランプ５は、表示手段であって、一端がレギ
ュレータ10に接続され、他端がキースイッチ４を介して
バッテリ３に接続されている。

レギュレータ10は、電圧設定回路11、設定値切替回路
12、第１切替回路13、第２切替回路14、警報発生回路1
5、整流平滑回路16および警報出力保持回路17を備えて
いる。また、レギュレータ10は、その他に抵抗101〜10
3、ダイオード104、逆起電力吸収用ダイオード105、コ
ンデンサ106およびツェナーダイオード107を有する。

電圧設定回路11は、本発明の電圧設定手段であって、
コンパレータ110およびトランジスタ111を有する。

コンパレータ110は、＋側入力端子が抵抗112と抵抗11
3と抵抗114との接続点に接続され、−側入力端子が設定
値切替回路12の検出点ａで設定値切替回路12に接続され
ている。さらに、コンパレータ110の出力端子は、トラ
ンジスタ111のベースと警報出力保持回路17とに接続さ
れている。このコンパレータ110は、抵抗112と抵抗113
と抵抗114とダイオード104とにより設定される基準電圧
（バッテリ電圧の設定値＝調整電圧）と検出点ａで検出
されるバッテリ電圧とを比較するものである。

トランジスタ111は、コレクタがロータコイル23に接
続され、さらにダイオード105を介してバッテリ３に接
続されている。

設定値切替回路12は、本発明の第１切替手段および第
２切替手段の一部であって、トランジスタ121、122およ
び抵抗123〜125を有する。

トランジスタ121は、ベースが第１切替回路13、警報
出力保持回路17、第２切替回路14に接続され、さらに抵
抗102、101を介してキースイッチ４に接続され、コレク
タが抵抗103、101を介してキースイッチ４に接続されて
いる。さらにトランジスタ121のコレクタは、トランジ
スタ122のベースに接続されている。

トランジスタ122は、コレクタが抵抗123を介して抵抗
124と抵抗125との接続点（検出点ａ）に接続されてい
る。このトランジスタ122は、トランジスタ121によって
オンされると、抵抗123、抵抗124および抵抗125により
設定される第１設定値（第１調整電圧：例えば14.5V）
にバッテリ電圧の設定値を切替える。また、トランジス
タ122は、トランジスタ121によってオフされると、抵抗
124および抵抗125により設定される第１設定値より低い
第２設定値（第２調整電圧：例えば12.8V）にバッテリ
電圧の設定値を切替える。

第１切替回路13は、本発明の第１切替手段の一部であ
って、外部からの信号、つまりスイッチ130のオフ、オ
ンにより、第１設定値（第１調整電圧:H）と第２設定値
（第２調整電圧:L）とにバッテリ３の調整電圧を任意に
切替える回路である。

このスイッチ130は、一端が接地され、他端が抵抗131
を介してキースイッチ４に接続され、さらに抵抗132を
介してトランジスタ133のベースに接続されている。

また、トランジスタ133は、ベースが抵抗132と抵抗13
4との接続点に接続され、コレクタが抵抗102、101を介
してキースイッチ４に接続されている。トランジスタ13
3のコレクタは、トランジスタ121のベースに接続され、
さらに警報出力保持回路17に接続されている。

第２切替回路14は、本発明の第２切替手段の一部であ
って、発電機２の出力電圧が基準電圧（第３設定値）以
下に低下した際に、第２設定値（第２調整電圧:L）から
第１設定値（第１調整電圧:H）にバッテリ３の調整電圧
を強制的に切替える回路である。

コンパレータ140は、＋側入力端子が抵抗142と抵抗14
3との接続点に接続され、−側入力端子が検出点ｂで整
流平滑回路16に接続されている。このコンパレータ140
は、抵抗142と抵抗143、152とにより設定される第２設
定値より低い基準電圧（発電機２の出力電圧の第３設定
値：例えば8V）と検出点ｂで検出される発電機２の出力
電圧とを比較するものである。

トランジスタ141は、ベースがコンパレータ140の出力
端子に接続され、コレクタが抵抗102、101を介してキー
スイッチ４に接続されている。また、トランジスタ141
のコレクタは、トランジスタ121のベースに接続され、
さらに警報出力保持回路17に接続されている。

警報発生回路15は、本発明の警報発生手段であって、
チャージランプ５の点灯および消灯を制御する。この警
報発生回路15は、コンパレータ150およびトランジスタ1
51を有する。

コンパレータ150は、＋側入力端子が抵抗143と抵抗15
2との接続点に接続され、−側入力端子が検出点ｃで整
流平滑回路16に接続されている。さらに、コンパレータ
150の出力端子は、トランジスタ151のベースに接続され
ている。このコンパレータ150は、抵抗142、143と抵抗1
52とにより設定される第３設定値より低い基準電圧（発
電機２の出力電圧の第４設定値：例えば7V）と検出点ｃ
で検出される発電機２の出力電圧とを比較するものであ
る。

整流平滑回路16は、整流用ダイオード161、平滑用コ
ンデンサ162、放電用トランジスタ163、164、定電流源1
65およびダイオード166を有する。

ダイオード161は、アノードが発電機２のステータコ
イル21の一相出力側に接続され、カソードがコンデンサ
162の一端に接続されている。さらに、ダイオード161の
カソードは、コンパレータ140の−側入力端子、および
コンパレータ150の−側入力端子に接続されている。

コンデンサ162は、ステータコイル21の一相出力が正
電圧の際にダイオード161を介して充電され、ステータ
コイル21の一相出力が負電圧の際にトランジスタ163を
介して放電する。

トランジスタ163は、エミッタが接地され、ベースが
トランジスタ164のベースおよび警報出力保持回路17に
接続され、コレクタがダイオード161のカソードに接続
されている。さらに、トランジスタ163のコレクタは、
検出点ｃを介して検出点ｂ、およびコンデンサ162の一
端に接続されている。

トランジスタ164は、エミッタが接地され、ベースが
警報出力保持回路17およびコレクタに接続され、コレク
タが定電流源165に接続されている。

定電流源165は、抵抗101、キースイッチ４を介してバ
ッテリ３に接続されている。定電流源165は、トランジ
スタ164を通る電流値を制御することによって、トラン
ジスタ163を通るコンデンサ162の放電電流を所定電流値
に制御する。

ダイオード166は、アノードが検出点ｃおよび検出点
ｂを介してコンデンサ162の一端に接続され、カソード
が抵抗101を介してキースイッチ４に接続されている。

警報出力保持回路17は、本発明の警報出力保持手段で
あって、整流平滑回路16のコンデンサ162およびトラン
ジスタ171〜173を有する。

トランジスタ171のベースは、トランジスタ141、133
のコレクタとトランジスタ121のベースとの接続点（第
１検出点）ｄに接続されている。また、このトランジス
タ171のコレクタは、トランジスタ172のコレクタに接続
され、さらに抵抗174、101を介してキースイッチ４に接
続されている。

トランジスタ172のベースは、コンパレータ110の出力
端子とトランジスタ111のベースとの接続点（第２検出
点）ｅに接続されている。さらに、トランジスタ171の
コレクタは、トランジスタ173のベースに接続されてい
る。

トランジスタ173は、コレクタがトランジスタ163、16
4のベースに接続されている。また、トランジスタ173の
コレクタは、定電流源165に接続されている。

本実施例の自動車用充電制御装置１の作用を第１図に
基づき説明する。

I.電気負荷42の遮断等によりバッテリ電圧が第１設定値
を越えた時 スイッチ130が開かれると、トランジスタ133がオンし
て、バッテリ電圧の設定値がコンパレータ140の出力に
拘らず第１設定値に切替えられる。このとき、電気負荷
42のスイッチ41を開くと、過度的にバッテリ電圧が上昇
する。そして、検出点ａで検出されるバッテリ電圧が第
１設定値を越えると、コンパレータ110の出力によって
トランジスタ111、172がオフされる。

トランジスタ111がオフされるとトランジスタ111によ
るロータコイル23の通電が停止される。このため、ロー
タコイル23の励磁電流がダイオード105を通る際に減衰
することによって、ステータコイル21の一相出力が低下
していく。

また、トランジスタ133がオンすることによって、ト
ランジスタ121、171がオフする。よって、トランジスタ
171、172がともにオフされるので、トランジスタ173が
オンし、トランジスタ163、164がともにオフされる。こ
のため、コンデンサ162の電荷は放電されず、コンデン
サ162の端子電圧（検出点ｂ、ｃの検出電圧）は第１設
定値以上に保たれる。このため、トランジスタ111のオ
フによって発電機２の出力電圧が第４設定値以下に低下
しても、検出点ｂ、ｃの検出電圧が第３設定値より高い
第１設定値以上に保たれているので、コンパレータ140
およびコンパレータ150の出力がローレベルにホールド
される。

したがって、発電機２の出力電圧が第４設定値（チャ
ージランプ点灯レベル）以下に低下しても、コンパレー
タ150の出力によって、チャージランプ５が誤って点灯
することはない。

II.電気負荷42の遮断等によりバッテリ電圧が第２設定
値を越えた時 スイッチ130が閉じており、コンパレータ140がローレ
ベルを出力すると、トランジスタ133、141がオフして、
バッテリ電圧の設定値が第１設定値から第２設定値に切
替えられる。このとき、電気負荷42のスイッチ41を開い
て、バッテリ電圧が第２設定値を越えると、コンパレー
タ110の出力によってトランジスタ111、172がオフされ
る。

トランジスタ111がオフされるとトランジスタ111によ
るロータコイル23の通電が停止される。このため、ロー
タコイル23の励磁電流は、ダイオード105を通る際に減
衰するため、ステータコイル21の一相出力が低下してい
く。

このとき、第３設定値と検出点ｂで検出される発電機
２の出力電圧とがコンパレータ140によって比較され
る。そして、検出点ｂで検出された発電機２の出力電圧
が第３設定値以下に低下すると、コンパレータ140の出
力によって、トランジスタ141がオンされる。トランジ
スタ141がオンされるとトランジスタ121、171がオフさ
れ、トランジスタ122がオンされる。よって、バッテリ
電圧の設定値は、第２設定値から第１設定値に切替えら
れる。

このとき、バッテリ電圧が、第１設定値以下であれ
ば、発電が開始され、発電機２の出力電圧は上昇し、第
３設定値より高くなると、コンパレータ140の出力はロ
ーレベルとなり、トランジスタ141はオフされ、これに
よりトランジスタ122はオフされるため、バッテリの設
定電圧は第１設定値から第２設定値に戻る。この動作の
繰り返しにより、発電機２の出力電圧を第４設定値より
高く保つため、チャージランプ５が誤って点灯すること
はない。

また、バッテリ電圧が第１設定値より高い時には、第
２設定値から第１設定値に切替えられても、コンパレー
タ110の出力はローレベルであるため、トランジスタ17
1、172はオフであり、トランジスタ173はオンし、トラ
ンジスタ163、164はともにオフする。これにより、検出
点ｃの電圧は、第４設定値より高いレベルに保たれるた
め、チャージランプ５が誤って点灯することはない。

III.キースイッチ４をオフし直ちにオンした時 スイッチ130が開かれ、バッテリ電圧が第１設定値に
設定、制御されている時に、スイッチ130を閉じると、
トランジスタ133がオフされる。このため、トランジス
タ121、171がオンされ、トランジスタ122がオフされる
ことによって、バッテリ電圧の設定値が第２設定値に切
替えられる。

しかし、バッテリ電圧は、すぐに低下せず、第２設定
値になるまで時間がかかる。この間に、使用者がキース
イッチ４をオフし直ちにキースイッチ４をオンし、未発
電の場合、あるいはエンジンストップした場合には、検
出点ａで検出されるバッテリ電圧が未だ第１設定値と第
２設定値との間にあるので、コンパレータ110の出力に
よってトランジスタ111、172がオフされる。

しかるに、トランジスタ171がオンされていることに
よって、トランジスタ173がオフされるため、トランジ
スタ163、164がともにオンされる。このため、コンデン
サ162の電荷が放電されるので、検出点ｃで検出される
発電機２の出力電圧が第４設定値（チャージランプ点灯
レベル）以下に低下する。

したがって、コンパレータ150がハイレベルとなるた
め、トランジスタ151がオンされることによって、チャ
ージランプ５が点灯する。

以上のように、チャージランプ５が適切に点灯および
消灯するため、自動車用充電制御装置１の信頼性を著し
く向上できる。

（変形例） 警報発生手段の出力によって液晶表示、音声表示等の
種々の表示手段を制御しても良い。

本実施例で使用したトランジスタを、電界効果型トラ
ンジスタなどの半導体スイッチング素子や、リレー等の
スイッチング手段に変更しても良い。

以上の他に電圧設定手段、第１切替手段、第２切替手
段、警報発生手段または警報出力保持手段の構成を本発
明を逸脱しない範囲内において種々変更することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に採用された自動車用充電制
御装置の概略を示す電気回路図である。 図中 １……自動車用充電制御装置、２……三相交流発電機、
３……バッテリ、４……キースイッチ、５……チャージ
ランプ、10……レギュレータ、11……電圧設定回路（電
圧設定手段）、12……設定値切替回路（第１切替手段、
第２切替手段）、13……第１切替回路（第１切替手
段）、14……第２切替回路（第２切替手段）、15……警
報発生回路（警報発生手段）、17……警報出力保持回路
（警報出力保持手段）

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（ａ）車両用内燃機関に回転駆動されて発
   電する発電機と、 （ｂ）該発電機に充電されるバッテリと、 （ｃ）そのバッテリ電圧を検出し、その検出電圧に応じ
   て前記発電機の発電量を制御して、前記バッテリ電圧を
   設定値に設定する電圧設定手段と、 （ｄ）前記バッテリと前記電圧設定手段との間に接続さ
   れたキースイッチと、 （ｅ）前記設定値を第１設定値とその第１設定値より低
   い第２設定値とに外部からの信号により任意に切替える
   第１切替手段と、 （ｆ）前記発電機の出力電圧を検出し、その検出電圧が
   前記第２設定値より低い第３設定値以下に低下した際
   に、前記設定値を前記第２設定値から前記第１設定値に
   強制的に切替える第２切替手段と、 （ｇ）前記発電機の出力電圧を検出し、その検出電圧が
   前記第３設定値より低い第４設定値以下に低下した際
   に、警報を発生する警報発生手段と、 （ｈ）前記第１設定値により制御している時、前記バッ
   テリ電圧が前記第１設定値を越えた際に、前記警報発生
   手段の検出電圧を前記第４設定値より高く保つ警報出力
   保持手段と を備えた車両用充電制御装置。