JP3299398B2 - 車両用交流発電機の出力制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、車両に搭載された蓄
電池の充電を制御する車両用交流発電機の出力制御装置
に関し、特に蓄電池電圧より高い電圧で作動する高電圧
負荷を最適に作動させることが可能な車両用交流発電機
の出力制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、エンジン始動直後の排気ガス浄化
の為の触媒加熱システムや、冬季極寒地において車両の
窓ガラスに凍り付いた氷を短時間で融解する融氷システ
ムを比較的短時間で作動させる場合、システムは高電圧
負荷なので３０Ｖ〜５０Ｖの電圧で作動させる必要があ
る。しかし、このような高電圧をバッテリからシステム
に供給するのは不可能であるため車両用交流発電機の出
力を直接システムに供給する必要がある。

【０００３】そして、車両用交流発電機の制御装置とし
て、図３に示すような従来装置がある。図３は従来装置
の構成を示す回路図である。図示しないエンジンにより
駆動される交流発電機１は電機子コイル１０１と界磁コ
イル１０２より構成されている。整流器２０１は交流発
電機１の交流出力を全波整流して＋端子２０１と接地さ
れた−端子２０２との間に直流電圧を発する。

【０００４】電圧調整器３は、整流器出力の蓄電池４へ
の切り替え、或いは高電圧車両電気負荷（以下、電気負
荷と記載する）５への切り替えに応じて界磁コイル１０
２へ流す励磁電流を調整し、交流発電機１の発電電圧を
設定値に制御する。

【０００５】キースイッチ６はエンジン始動動作と共に
オンして出力切替え制御器７より引き出された励磁ライ
ンＬ３を通して蓄電池４より界磁コイル１０２に初期励
磁電流を流すと共に、電圧調整器３に蓄電池４より電源
電圧を供給する。

【０００６】電圧調整器３の構成として、出力切替え制
御器７より引き出された電圧検出ラインＬ１を介して入
力した蓄電池４の＋端子電圧或いは整流器出力を分圧す
る分圧抵抗３０１と３０２の直列回路、分圧抵抗３０１
と３０２の接続点Ｐにカソードが接続されたゼナーダイ
オード３０３、励磁ラインＬ３を介して蓄電池４の＋端
子と接地間に直列接続されたベース抵抗３０６とトラン
ジスタ３０４、トランジスタ３０４のベースにはゼナー
ダイオード３０３のアノードが接続され、ゼナーダイオ
ード３０３の導、不導通によりオン／オフされる。

【０００７】更に、励磁ラインＬ３を介した蓄電池の＋
端子と接地間にはサージ吸収用のダイオード３０７と出
力トランジスタ３０５が直列接続され、出力トランジス
タ３０５のベースはベース抵抗３０６とトランジスタ３
０４のコレクタとの接続点に接続されてトランジスタ３
０４によりオン／オフ制御される。

【０００８】尚、界磁コイル１０２は配線を通してダイ
オード３０７に並列接続される。従って、蓄電池４より
界磁コイル１０２に流れた励磁電流は出力トランジスタ
３０５を通して接地側に流れる。

【０００９】一方、出力切替え制御器７は出力切替えス
イッチ７１、励磁スイッチ７２、電圧検出切替えスイッ
チ７３より構成される。出力切替えスイッチ７１は励磁
コイルＣＬ１により接触動作し、そのコモン端子Ｃ１は
出力ラインＬ２を介して整流器２の＋端子２０１に接続
され、接点Ａ１は電気負荷５、接点Ｂ１は蓄電池４の＋
端子に接続される。また、励磁スイッチ７２は出力切替
えスイッチ７１が切り替え動作をした時に励磁コイルＣ
Ｌ２の付勢で１秒程オフする限時接点Ｔからなり、励磁
スイッチ７２の一端はキースイッチ６を介して蓄電池４
の＋端子に接続され、他端は励磁ラインＬ３を介して界
磁コイル１０２の＋側に接続される。

【００１０】更に、また、電圧検出切替えスイッチ７３
のコモン端子Ｃ２は電圧検出ラインＬ１を介して分圧抵
抗３０１の一端に、接点Ａ２は高電圧検出抵抗７３１を
通して出力切替えスイッチのコモン端子Ｃ１に、接点Ｂ
２は蓄電池４の＋端子に接続される。従って、出力切替
えスイッチ７３のコモン端子Ｃ２が接点Ａ２側に投入さ
れると、高電圧検出抵抗７３１は分圧抵抗３０１，３０
２に直列接続され、これら直列抵抗間には整流器出力が
印加される。また、接点Ｂ２側に投入された場合は蓄電
池４の＋端子電圧は分圧抵抗３０１，３０２に印加され
る。

【００１１】次に、従来装置の動作を図３に従って説明
する。蓄電池４を充電する蓄電池充電運転モード（通常
運転モード）において、出力切替えスイッチ７１と電圧
切替えスイツチ７３の各コモン端子Ｃ１，Ｃ２はそれぞ
れ接点Ｂ１，Ｂ２側に投入され、蓄電池４の＋端子は整
流器２の＋端子２０１と分圧抵抗３０１に接続される。

【００１２】そして、車両のエンジンを始動する際にキ
ースイッチ６をオンすると、励磁スイッチ７２が自動的
にオンする。その結果、蓄電池４よりキースイッチ６、
励磁スイッチ７２を通して交流発電機１の界磁コイル１
０２に励磁電流が流れる。

【００１３】やがてエンジンが始動すると、電機子コイ
ル１０１に対して界磁コイル１０２が回転して交流電圧
が電機子コイル１０１に誘起される。その交流誘起電圧
は整流器２によって整流されて直流電圧として＋端子２
０１と−端子２０２間に現れる。この直流電圧は出力切
替えスイッチ７１を通して蓄電池４に充電される。

【００１４】従って、エンジンが始動して交流発電機１
が発電出力を出し続けると蓄電池４は過充電になること
がある。そこで、電圧検出切替えスイッチ７３を通して
蓄電池４の＋端子電圧を直列接続された分圧抵抗３０
１，３０２の両端に印加する。印加された蓄電池の端子
電圧が例えば１４Ｖ以上に上昇して、分圧抵抗３０１と
３０２の接続点Ｐに現れた分圧電圧がゼナーダイオード
３０３を導通される電圧になるとゼナーダイオード３０
３は導通する。

【００１５】その結果、トランジスタ３０４は導通して
トランジスタ３０５のベースを接地電位に下げ、出力ト
ランジスタ３０５を不導通にする。よって、蓄電池４か
ら出力トランジスタ３０５を通して界磁コイル１０２の
供給される励磁電流は遮断される。励磁電流の遮断によ
り、整流器２の＋端子２０１の電位が低下すると共に蓄
電池４の端子電圧も一定値となる。

【００１６】しかし、蓄電池４より負荷に電圧が供給さ
れて端子電圧が低下すると、分圧抵抗３０１と３０２の
接続点の分圧電圧もゼナーダイオード導通電圧以下に低
下してゼナーダイオード３０３は不導通となりトランジ
スタ３０４も不導通となる。そして、出力トランジスタ
３０５のベースにはベース抵抗３０６を通してベース電
流が流れて導通し、再び蓄電池４より出力トランジスタ
３０５を通して界磁コイル１０２に励磁電流が流れて発
電する。以上の動作を蓄電池４の端子電圧が低下する毎
に繰り返し蓄電池４の端子電圧を一定に制御する。

【００１７】次に、触媒加熱システムや融氷システム等
を作動させる際の交流発電機の高電圧運転モードについ
て説明する。先ず、出力切替えスイッチ７１を接点Ａ１
側に切り替えて整流器２の出力を電気負荷に供給するに
当たり、励磁スイッチ７２は励磁コイルＣＬ２の付勢に
より１秒間程オフされて界磁コイル１０２に流れる励磁
電流を減衰させる。その結果、出力切替えスイッチ７１
は切り替え時に接点に生じるスパーク等でダメージを受
けることがない。

【００１８】励磁スイッチ７２のオフの間に、出力切替
えスイッチ７１は接点Ａ１側に切り替えられて整流器２
の＋端子２０１は電気負荷に接続される。また、電圧検
出切替えスイッチ７３は接点Ａ２に接続されることで分
圧抵抗３０１に高電圧検出抵抗７３１が接続されて、結
果的には整流器２の＋端子２０１と接地間には高電圧検
出抵抗７３１、分圧抵抗３０１，３０２が直列接続され
る。

【００１９】各スイッチ７１，７３の接続完了後、励磁
スイッチ７２は閉成状態に復帰する。これら切替えスイ
ッチ７１，７３のシーケンス制御は、出力切替制御器７
に組み込まれた図示しない制御回路によって自動的に行
われる。励磁スイッチ７２が閉成すると蓄電池４より界
磁コイル１０２に励磁電流が流れ、発電電圧がエンジン
回転と共に上昇して整流器２の＋端子２０１の直流電位
が上昇し、出力切替えスイッチ７１を介して電気負荷５
に供給される。

【００２０】整流器２の出力電圧は高電圧検出抵抗７３
１、分圧抵抗３０１，３０２で検出される。この時、出
力電圧の値が例えば５０Ｖ以上に上昇すると、分圧抵抗
３０１，３０２の接続点Ｐの分圧電圧はゼナーダイオー
ド導通電圧となりゼナーダイオード３０３を導通させ
る。

【００２１】その結果、トランジスタ３０４は導通して
トランジスタ３０５のベースを接地電位に下げ、出力ト
ランジスタ３０５を不導通にする。よって、蓄電池４か
ら出力トランジスタ３０５を通して界磁コイル１０２の
供給される励磁電流は遮断される。励磁電流の遮断によ
り、整流器２の＋端子２０１の電位は５０Ｖ以上に上昇
せず一定電圧となる。

【００２２】だが、電気負荷５に電圧を供給中すること
で＋端子２０１の電位が一定値以下に低下すると、分圧
抵抗３０１と３０２の接続点の分圧電圧も低下してゼナ
ーダイオード３０３は不導通となりトランジスタ３０４
も不導通となる。そして、出力トランジスタ３０５のベ
ースにはベース抵抗３０６を通してベース電流が流れて
導通し、再び蓄電池４より出力トランジスタ３０５を通
して界磁コイル１０２に励磁電流が流れて発電動作を始
める。

【００２３】以上の動作を整流器２の＋端２０１子の電
位が低下する毎に繰り返し電気負荷５に供給する高電圧
を一定に制御する。このような、高電圧運転モードにお
いては、蓄電池４は発電出力によって充電されず、界磁
コイル１０２に励磁電流を供給するのみで放電状態とな
る。

【００２４】そこで、蓄電池４の過放電を防止するため
に、高電圧運転動作は短時間（数分程度）に限定され
る。また、蓄電池４の端子電圧が所定値より低下した場
合は高電圧運転を停止して通常の蓄電池充電運転に復帰
するようになっている。これら動作は出力切替え制御器
７に組み込まれた図示しない制御回路にて行われる。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】従来の車両用交流発電
機の出力制御装置は以上のように構成されているで以下
のような問題点があった。 １）通常に蓄電池充電運転時の蓄電池端子電圧と高電圧
運転時の整流出力との検出出力切り替えに当たり切り替
えのために、電圧検出切替えスイッチを設ける必要があ
った。この結果、装置を構成する部品点数が増え価格的
に不利になることがある。

【００２６】２）更に、電流容量の関係から電圧検出切
替えスイッチに金属接点を用いた機械的スイッチを使用
すると、接点の経年変化により接触抵抗が増えて接点間
に電圧降下が生じることは避ける事は出来ない。従っ
て、電圧降下が大きくなるとゼナーダイオードの導通電
圧を得るためには分圧抵抗間に更に大きな整流出力或い
は蓄電池の端子電圧を印加する必要がある。そして、結
果的には通常運転モード時および高電圧運転モード時に
調整電圧が上昇する。

【００２７】３）更に、また電圧検出切替えスイッチが
壊れ接触抵抗が無限大になると電圧降下も無限大となる
ので電圧調整器に整流出力及び蓄電池の端子電圧がフィ
ードバックされず交流発電機の出力電圧制御が不可能と
なる。そのため整流器出力電圧が異常上昇して蓄電池を
過充電して復活不可能なダメージを与えたり、電気負荷
を破壊してしまうという問題点があった。

【００２８】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、出力切替え器の電圧検出切替え
スイッチを削除して装置を安価に構成すると共に、スイ
ッチの接点の劣化に伴う調整電圧の変動を無くして蓄電
池、電気負荷にダメージを与えることのない信頼性の高
い車両用交流発電機の制御装置を得ることを目的とす
る。

【００２９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る車
両用交流発電機の出力制御装置は、界磁コイルを有する
交流発電機の出力を整流する整流器と、前記整流器の出
力を蓄電池と車両電気負荷とに切り替え出力する出力切
り替え手段と、前記出力切り替え手段による出力切り替
え対象に応じて前記界磁コイルの励磁電流値を切り替え
制御し、前記整流器の出力を、第１の所定値と、前記第
１の所定値よりも若干高い第２の所定値と、前記第２の
所定値よりも高電圧の第３の所定値とに制御する発電出
力制御手段とを備え、前記発電出力制御手段は、蓄電池
電圧検出端子への電圧印加を検出する印加電圧検出手段
を含み、前記出力切り替え手段が前記蓄電池側に切り替
わっている場合は、前記交流発電機の整流出力を前記第
１の所定値に制御するとともに、前記印加電圧検出手段
による電圧無検出時には、前記交流発電機の整流出力を
前記第２の所定値に制御し、前記出力切り替え手段が前
記車両電気負荷側に切り替えられている場合は、前記印
加電圧検出手段による電圧検出時には、前記交流発電機
の整流出力を前記第３の所定値に制御するとともに、前
記印加電圧検出手段による電圧無検出時には、前記交流
発電機の整流出力を前記第２の所定値に制御するもので
ある。

【００３０】

【００３１】 請求項２の発明に係る車両用交流発電機
の出力制御装置は、請求項１において前記界磁コイルの
一端が前記整流器の出力端子に接続され且つ前記界磁コ
イルの他端が前記発電出力制御手段を通して接地され、
前記交流発電機を自励運転する際に、前記出力切り替え
手段の切り替え時に前記発電出力制御手段の電源を瞬時
停電して前記界磁コイルの励磁を停止する電源制御手段
を備えたものである。

【００３２】 請求項３の発明に係る車両用交流発電機
の出力制御装置は、請求項２において前記出力切り替え
手段は、前記交流発電機の自励運転時に、前記整流器の
出力を前記出力切り替え手段により前記車両電気負荷へ
切り替えた時に、前記蓄電池より前記界磁コイルへ初期
励磁電流を流す初期励磁手段を含むものである。

【００３３】 請求項４の発明に係る車両用交流発電機
の出力制御装置は、請求項１において前記界磁コイルへ
の励磁電流を前記蓄電池より供給して前記交流発電機を
他励運転するようにしたものである。

【００３４】 請求項５の発明に係る車両用交流発電機
の出力制御装置は、請求項１から請求項４までのいずれ
かにおいて、前記交流発電機の発電不良を検出して励磁
電流を遮断する不良検出手段を備えたものである。

【００３５】

【作用】 請求項１の発明における車両用交流発電機の
出力制御装置は、整流器の出力の切り替え対象に応じて
界磁コイルに流す励磁電流値を切り替え制御して交流発
電機の出力を一定に制御することで、蓄電池の端子電圧
および負荷に対する供給電圧を一定に保つことができ
る。また、蓄電池端子電圧の上昇及び整流器出力の変動
を検出し、蓄電池端子電圧および整流器出力をそれぞれ
設定値に保つために励磁電流を制御して交流発電機の出
力を一定に制御すると共に、蓄電池端子電圧の検出不能
時には整流器出力をもとにして蓄電池の充電電圧値を制
御する。

【００３６】

【００３７】 請求項２の発明における車両用交流発電
機の出力制御装置は、直流化された交流発電出力より界
磁コイルに励磁電流を供給する自励式交流発電機におい
て、整流器出力を出力切替え手段により蓄電池より車両
電気負荷に切り替える際、励磁電流を一時遮断して発電
出力制御手段に対するサージの影響を低減する。

【００３８】 請求項３の発明における車両用交流発電
機の出力制御装置は、直流化された交流発電出力より界
磁コイルに励磁電流を供給する自励式交流発電機におい
て、整流器出力を出力切替え手段により蓄電池より車両
電気負荷に切り替える際、励磁電流を一時遮断して発電
出力制御手段に対するサージの影響を低減すると共に、
出力切替え手段に付属した初期励磁手段にて蓄電池より
界磁コイルに初期励磁電流を流す。

【００３９】請求項４の発明における車両用交流発電機
の出力制御装置は蓄電池より直接界磁コイルに励磁電流
を供給する他励式交流発電機の出力を制御するので、整
流器出力を蓄電池より車両電気負荷に切り替える際に界
磁コイルのインダクタンス成分によるサージ発生の虞れ
がないためサージ防止のための手段が不要となる。

【００４０】 請求項５の発明における車両用交流発電
機の出力制御装置は、交流発電機の出力不良を検出した
ならば励磁電流を遮断して発電動作を停止することで蓄
電池への過充電及び車両電気負荷への過大電圧供給を防
止できる。

【００４１】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１は本実施例による車両用交流発電機の制御装
置の構成図である。尚、図中、図３と同一符号は同一又
は相当部分を示す。本実施例における交流発電機１Ａは
自励式であって界磁コイル１０２の励磁電流は整流器２
の＋端子より供給される。界磁コイル１０２へ供給する
励磁電流を断続制御する電圧調整器３Ａの電源は、出力
切替えスイッチ７１の切り替えに同期して瞬時停電させ
られることで電源電圧へのサージ混入を抑制する。

【００４２】本実施例における電圧調整器（発電出力制
御手段）３Ａの構成として、電圧検出ラインＬ１により
蓄電池４の＋端子に接続される蓄電池電圧検出端子Ｔと
接地間に分圧抵抗３０１と３０２を直列接続し、分圧抵
抗３０１，３０２の接続点Ｐ１より分圧電圧を検出する
ことで第１の電圧検出手段を構成する。

【００４３】また、整流器２の＋端子２０１に接続され
た出力ラインＬ２と接地間に分圧抵抗３０８，３０９，
３１０を直列接続し、分圧抵抗３０８，３０９の接続点
Ｐ２より分圧電圧を検出することで第２の電圧検出手段
を構成する。接続点Ｐ１，Ｐ２のそれぞれにダイオード
３１１と３１２のアノードを接続し、各ダイオード３１
１と３１２のカソードをゼナーダイオード３０３のカソ
ードに共通接続している。

【００４４】ゼナーダイオード３０３のアノードは、エ
ミッタが接地されると共にコレクタが出力トランジスタ
３０５のベースに接続されたトランジスタ３０４のベー
スに接続されている。更に、トランジスタ３０４のコレ
クタと＋ライン間にはベース抵抗３０６とトランジスタ
３１５のコレクタ、エミッタが直列接続されている。

【００４５】また、トランジスタ３１５のベースと接地
間には抵抗３２５とトランジスタ３１４のコレクタ、エ
ミッタが直列接続され、ベースには抵抗３２３、励磁ス
イッチ７２、充電表示灯８、キースイッチ６を通して蓄
電池４の＋端子が接続されている。このトランジスタ３
１５，３２４、抵抗３２３，３２５で電源制御手段を構
成する。

【００４６】更に、ベース抵抗３２３の励磁スイッチ４
２に対する接続側と接地間にはトランジスタ３１６のコ
レクタ、エミッタが接続され、ベースはベース抵抗３１
７を通してトランジスタ３１５のコレクタに接続されて
いる。トランジスタ３１６のベースと接地間にはトラン
ジスタ３１８のコレクタ、エミッタが接続され、ベース
と整流器２の１本のアーム間にはベースより抵抗３１
９、ダイオード３２１、抵抗３２２が順に接続され、抵
抗３１９とダイオード３２１の接続点と接地間にコンデ
ンサ３２０が接続されている。これら、トランジスタ３
１６，３１８、抵抗３１９，３２２、ダイオード３２
１、コンデンサ３２０より交流発電機１Ａの発電不良を
検出して励磁電流を遮断する不良検出手段を構成する。

【００４７】分圧抵抗３１０の両端にはベースを蓄電池
電圧検出端子Ｔに接続したトランジスタ３１４のコレク
タ、エミッタが接続されて印加電圧検出手段を構成す
る。また、本実施例における出力切換え制御器７Ａは出
力切換えスイッチ７１と励磁スイッチ７２より構成され
る。

【００４８】出力切換えスイッチ７１のコモン端子Ｃ１
は出力ラインＬ２を通して整流器２の＋端子２０１に接
続されと共に、接点Ａ１は電気負荷５に接続され、接点
Ｂ１は蓄電池４の＋端子に接続される。更に、コモン端
子Ｃ１にダイオード７１ｂのカソードが接続され、その
アノードと接点Ｂ１間には抵抗７１ａが接続されてい
る。

【００４９】また、励磁スイッチ７２の一端はベース抵
抗３２３を通してトランジスタ３２４のベースに、他端
は充電表示灯８、キースイッチ６を通して蓄電池４の＋
端子に接続されている。

【００５０】次に、本実施例の動作について説明する。
先ず、通常の蓄電池充電運転モードにおいては出力切換
えスイッチ７１のコモン端子Ｃ１を接点Ｂ１側に投入
し、励磁スイッチ７２をオンした状態でキースイッチ６
をオンする。これにより、トランジスタ３２４はベース
抵抗３２３を通して蓄電池４よりベース電流を入力して
導通し、更にトランジスタ３１５が導通する。

【００５１】この結果、トランジスタ３１５のコレクタ
より抵抗３０６を通して出力トランジスタ３０５のベー
スに＋電圧が印加され、また抵抗３１７を通してトラン
ジスタ３１６のベースに＋電圧が印加されて双方のトラ
ンジスタ３０５，３１６が導通する。トランジスタ３０
５が導通すると蓄電池４、出力切換えスイッチ、界磁コ
イル１０２、トランジスタ３０５、接地からなる閉ルー
プが形成され、界磁コイル１０２に励磁電流が流れる。
この時、トランジスタ３１６の導通により充電表示灯８
が点灯するが、これは一時点灯して発電を開始すると消
灯する。

【００５２】励磁電流が流れた状態で交流発電機１Ａが
動作すると、整流器２の＋端子２０１より出力切換えス
イッチ７１を通して蓄電池４の＋端子に充電電圧がかか
り蓄電池電圧検出端子Ｔの電位が上昇する。トランジス
タ３１４は蓄電池電圧検出端子Ｔの電位を検出すると導
通して分圧抵抗３１０を短絡し、第２の電圧検出手段を
分圧抵抗３０８，３０９で作用させる。

【００５３】分圧抵抗３０１，３０２でなる第１の電圧
検出手段は印加される蓄電池電圧が１４Ｖ（第１の所定
値）以上になると接続点Ｐ１の分圧電圧によりゼナーダ
イオード３０３が導通する。また、分圧抵抗３０８，３
０９，３１０で第２の電圧検出手段が形成された場合は
印加される整流器２の出力電圧が１５Ｖ（第３の所定
値）以上になると接続点Ｐ２の分圧電圧によりゼナーダ
イオード３０３が導通する。

【００５４】従って、蓄電池電圧が１４Ｖ以上になる
と、トランジスタ３０４は導通して出力トランジスタ３
０５を不導通として界磁コイル１２への励磁電流供給を
停止する。その結果、蓄電池電圧は１４Ｖ以上にはなら
ず一定となる。だが、この状態で蓄電池１４より負荷に
電圧を供給すると、蓄電池電圧が１４Ｖ以下に低下する
とゼナーダイオード３０３は不導通となってトランジス
タ３０４を不導通とする。そして、出力トランジスタ３
０５は導通して励磁電流を再び界磁コイル１０２に供給
して発電を開始して蓄電池４の充電を開始する。

【００５５】蓄電池充電運転モードにおいて、蓄電池４
の＋端子と電圧調整器３Ａの蓄電池電圧検出端子Ｔを接
続するリード線が機関の振動等で断線すると、蓄電池電
圧が電圧調整器３Ａにフイードバックされず過充電状態
となる。そこで、リード線が断線するとトランジスタ３
１４は不導通となり第２の電圧検出手段は分圧抵抗３０
８，３０９，３１０で形成される。第２の電圧検出手段
に印加され整流出力が１５Ｖ以上に上昇すると、ゼナー
ダイオード３０３は接続点Ｐ２の分圧電圧により導通し
てトランジスタ３０４を導通させる。

【００５６】その結果、出力トランジスタ３０５は不導
通となり界磁コイル１０２への励磁電流供給を停止す
る。そして、整流器出力は１５Ｖ以下に低下し始めて蓄
電池４の充電を停止して過充電を阻止する。また、整流
器出力が所定値以下に低下してトランジスタ３０４を不
導通にすると、出力トランジスタ３０５は導通して励磁
電流を再び界磁コイル１０２に供給して発電を開始し充
電を再開する。

【００５７】次に、運転モードを高電圧負荷運転モード
に切り換える場合、出力切替えスイッチ７１を接点１Ａ
側に切り替える。この切り替えは界磁コイル１０２に励
磁電流を流して発電動作中に実施する場合がある。その
結果、界磁コイル１０２のインダクタンス成分によりス
イッチ切り替え時にサージが発生して電圧調整器３Ａの
電源電圧にのり、各トランジスタを破壊する虞れがあ
る。

【００５８】従って、出力切替えスイッチ７１の接点を
Ａ側よりＢ側、或いはその逆方向に切り替える場合は励
磁スイッチ７２を１秒程オフしてトランジスタ３２４，
３１５、３０５を不導通として界磁コイル１０２の励磁
を停止する。

【００５９】１秒程経過して励磁スイッチ７２が再びオ
ンに復帰すると、トランジスタ３２４，３１５，３０５
は導通する。この時、初期励磁電流が蓄電池４、抵抗７
１ａ、ダイオード７１ｂ、界磁コイル１０２、トランジ
スタ３０５、接地の閉ループを通して界磁コイル１０２
に流れる。そして、発電開始後、交流発電機１Ａは整流
器出力を界磁コイル１０２に流して自励運転となる。

【００６０】この時、蓄電池４は整流器出力により充電
されることはなく自然放電して行くため、第１の電圧検
出手段における接続点Ｐ１よりゼナーダイオード導通電
圧が取り出されることはなく作用しない。そして、整流
器出力が印加される第２の電圧検出手段が動作すること
になるが、この場合、トランジスタ３１４は蓄電池電圧
検出端子Ｔより電圧を検出して導通し分圧抵抗３１０を
短絡する。したがって、第２の電圧検出手段は分圧抵抗
３０８と３０９で形成されることになる。

【００６１】交流発電機１Ａが動作して整流器２の＋端
子２０１より出力切替えスイッチ７１を介して電気負荷
に電力を供給する。整流器出力は第２の電圧検出手段を
形成する分圧抵抗３０８，３０９の両端に印加され、印
加電圧が５０Ｖ（第２の所定値）以上に上昇すると接続
点Ｐ２の分圧電圧によりゼナーダイオード３０３は導通
してトランジスタ３０４を導通させる。

【００６２】その結果、出力トランジスタ３０５は不導
通となり界磁コイル１０２への励磁電流供給を停止す
る。また、整流出力は５０Ｖ以上に上昇せず電気負荷に
過大電圧を印加することはない。更に、整流出力が所定
値以下に低下するとゼナーダイオード３０３、トランジ
スタ３０４を不導通にして出力トランジスタ３０５を導
通させることで励磁電流を再び界磁コイル１０２に供給
して発電を開始する。従って、励磁電流を断続制御する
ことで電気負荷に供給する電圧を一定値に調整できる。

【００６３】尚、蓄電池４より界磁コイル１０２に初期
励磁電流を流すダイオード７１ｂと抵抗７１ａの直列回
路において、ダイオード７１ｂは整流器出力の流出方向
に対して逆方向接続されているため、蓄電池４は整流器
出力により過充電されることはない。

【００６４】また、充電表示灯８は発電動作時にトラン
ジスタ３１８の導通に伴うトランジスタ３１６の不導通
により消灯するが、電機子コイル１０１の１相分の電圧
が異常に低下するとトランジスタ３１８は不導通とな
る。更に、トランジスタ３１６のベースに電圧がかかっ
て導通状態となることで充電表示灯８が点灯し、交流発
電機１Ａの異常を表示する。この時、トランジスタ３１
６が導通するとベース抵抗３２３にかかる電位が接地レ
ベルになるためトランジスタ３２４、３１５、３０５は
不導通となって界磁コイル１０２に流れる励磁電流を遮
断する。

【００６５】実施例２．尚、上記、実施例は自励式の交
流発電機の出力制御について説明したが、他励式の交流
発電機あっても本出力制御装置は適用できる。図２は本
実施例に係る車両用交流発電機の制御装置の構成図であ
る。実施例１と異なる点は本実施例は蓄電池４より界磁
コイル１０２に励磁電流を供給しているため出力切替え
スイッチ７１のコモン端子Ｃ１と接点Ｂ１間に直列接続
される抵抗７１ａとダイオード７１ｂから構成される初
期励磁回路と、出力切替えスイッチ７１の動作時に作動
する励磁電流遮断回路を構成するトランジスタ３１５，
３２４、抵抗３２３，３２５とが不要となる。他の構成
に関して実施例１と同様である。

【００６６】そして、回路構成上、特に実施例１と異な
る点は、界磁コイル１０２の一端は出力トランジスタ３
０５のコレクタに接続され他端は出力ラインＬ２を介し
て出力切替えスイッチ７１のコモン端子Ｃ１に接続され
ている。更に、充電表示灯８は表示灯駆動用のトランジ
スタ３１６のコレクタと励磁スイッチ７２及びキースイ
ッチ６の接続点との間に接続されている。

【００６７】次に、本実施例の動作を実施例１と異なる
部分に注目して説明する。先ず、通常の蓄電池充電運転
モードにおいて、出力切替えスイッチ７１のコモン端子
Ｃ１を接点Ａ１に投入し、キースイッチ６をオンすると
出力トランジスタ３０５が導通して励磁電流が界磁コイ
ル１０２に流れる。この状態でエンジンが始動し発電動
作を開始すると蓄電池４は充電され続け、端子電圧が１
４Ｖ以上になると第１の電圧検出手段が動作して励磁電
流を遮断して発電動作を停止する。また、端子電圧が１
４Ｖ以下に低下すると再び発電を開始する。

【００６８】また、蓄電池充電運転モードより高電圧負
荷運転モードに切り替える際に、出力切替えスイッチ７
１を接点１Ｂより接点１Ａに切り替えるとスパークの発
生により接点がダメージを受けることがあるため、励磁
スイッチ７２を１秒程オフして励磁電流を減衰させる。

【００６９】励磁電流が減衰した時点で励磁スイッチ７
２が再びオフすると、蓄電池４より界磁コイル１０２に
励磁電流が流れて発電動作を開始する。その結果、整流
器２０１の＋端子２０１より出力切替えスイッチ７１を
通して電気負荷５に電力が供給される。交流発電機１の
発電電圧が上昇して整流器２の＋端子電圧が上昇すると
第２の電圧検出手段が動作して出力トランジスタ３０５
を不導通にして励磁電流を停止する。これにより電気負
荷に供給する電圧を所定値に調整する。尚、他の動作に
関しては実施例１と同様である。

【００７０】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、界磁コイルを
有する交流発電機の出力を整流する整流器と、この整流
器の出力を蓄電池と車両電気負荷とに切り替え出力する
出力切り替え手段と、前記出力切り替え手段による出力
切り替え対象に応じて前記界磁コイルの励磁電流値を切
り替え制御し、前記整流器の出力を、第１の所定値と、
前記第１の所定値よりも若干高い第２の所定値と、前記
第２の所定値よりも高電圧の第３の所定値とに制御する
発電出力制御手段とを備え、前記発電出力制御手段は、
蓄電池電圧検出端子への電圧印加を検出する印加電圧検
出手段を含み、前記出力切り替え手段が前記蓄電池側に
切り替わっている場合は、前記交流発電機の整流出力を
前記第１の所定値に制御するとともに、前記印加電圧検
出手段による電圧無検出時には、前記交流発電機の整流
出力を前記第２の所定値に制御し、 前記出力切り替え手
段が前記車両電気負荷側に切り替えられている場合は、
前記印加電圧検出手段による電圧検出時には、前記交流
発電機の整流出力を前記第３の所定値に制御するととも
に、前記印加電圧検出手段による電圧無検出時には、前
記交流発電機の整流出力を前記第２の所定値に制御する
ようにしたので、簡易な構成により蓄電池の過充電を防
止できると共に車両電気負荷への過大出力を防止し、更
に、蓄電池電圧検出不能時であっても整流出力を一定値
に調整できると共に蓄電池の過充電で防止できるため、
信頼性が向上するという効果がある。

【００７１】

【００７２】請求項２の発明によれば、請求項１におい
て、界磁コイルの一端が整流器出力端子に接続され他端
が発電出力制御手段を通して接地されて交流発電機を自
励運転する際に、出力切り替え手段の切り替え時に発電
出力制御手段の電源を瞬時停電して前記界磁コイルの励
磁を停止する電源制御手段を備えたので、請求項１の効
果に加えて出力切り替え時のサージ抑制により装置の安
全性を確保できるという効果がある。

【００７３】請求項３の発明によれば、請求項２におい
て、前記出力切り替え手段は、交流発電機を自励運転時
に、整流器出力を出力切り替え手段により車両電気負荷
へ切り替えた時に蓄電池より界磁コイルへ初期励磁電流
を流す初期励磁手段を含むので、請求項３の効果に加え
て適切なタイミングで初期励磁電流を流すこができると
いう効果がある。

【００７４】請求項４の発明によれば、請求項１におい
て、界磁コイルへの励磁電流を蓄電池より供給して交流
発電機を他励運転するようにしたので、整流器出力の切
り替え時におけるサージの影響を低減できると共にサー
ジ防止に対する回路が不要となって回路構成が簡易化す
るという効果がある。

【００７５】請求項５の発明によれば、請求項１から請
求項４までのいずれかにおいて、交流発電機の発電不良
を検出して励磁電流を遮断する不良検出手段を備えたの
で、より安全性が向上するという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施例１により車両用交流発電機
の出力制御装置の構成を示す回路図である。

【図２】 この発明の実施例２により車両用交流発電機
の出力制御装置の構成を示す回路図である。

【図３】 従来の車両用交流発電機の出力制御装置の構
成を示す回路図である。

【符号の説明】

１，１Ａ 交流発電機、１０２ 界磁コイル、２ 整流
器、３Ａ，３Ｂ 電圧調整器、４ 蓄電池、５ 車両電
気負荷、７Ａ，７Ｂ 出力切替え制御器、７１出力切替
えスイッチ。

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 界磁コイルを有する交流発電機の出力を
   整流する整流器と、 前記整流器の出力を蓄電池と車両電気負荷とに切り替え
   出力する出力切り替え手段と、 前記出力切り替え手段による出力切り替え対象に応じて
   前記界磁コイルの励磁電流値を切り替え制御し、前記整
   流器の出力を、第１の所定値と、前記第１の所定値より
   も若干高い第２の所定値と、前記第２の所定値よりも高
   電圧の第３の所定値とに制御する発電出力制御手段とを
   備え、 前記発電出力制御手段は、蓄電池電圧検出端子への電圧印加を検出する印加電圧検
   出手段を含み、 前記出力切り替え手段が前記蓄電池側に切り替わってい
   る場合は、前記交流発電機の整流出力を前記第１の所定
   値に制御するとともに、前記印加電圧検出手段による電
   圧無検出時には、前記交流発電機の整流出力を前記第２
   の所定値に制御し、 前記出力切り替え手段が前記車両電気負荷側に切り替え
   られている場合は、前記印加電圧検出手段による電圧検
   出時には、前記交流発電機の整流出力を前記第３の所定
   値に制御するとともに、前記印加電圧検出手段による電
   圧無検出時には、前記交流発電機の整流出力を前記第２
   の所定値に制御する ことを特徴とする車両用交流発電機
   の出力制御装置。
2. 【請求項２】 前記界磁コイルの一端が前記整流器の出
   力端子に接続され且つ前記界磁コイルの他端が前記発電
   出力制御手段を通して接地され、前記交流発電機を自励
   運転する際に、前記出力切り替え手段の切り替え時に前
   記発電出力制御手段の電源を瞬時停電して前記界磁コイ
   ルの励磁を停止する電源制御手段を備えたことを特徴と
   する請求項１に記載の車両用交流発電機の出力制御装
   置。
3. 【請求項３】 前記出力切り替え手段は、前記交流発電
   機の自励運転時に、前記整流器の出力を前記出力切り替
   え手段により前記車両電気負荷へ切り替えた時に、前記
   蓄電池より前記界磁コイルへ初期励磁電流を流す初期励
   磁手段を含むことを特徴とする請求項２に記載の車両用
   交流発電機の出力制御装置。
4. 【請求項４】 前記界磁コイルへの励磁電流を前記蓄電
   池より供給して前記交流発電機を他励運転することを特
   徴とする請求項１に記載の車両用交流発電機の出力制御
   装置。
5. 【請求項５】 前記交流発電機の発電不良を検出して励
   磁電流を遮断する不良検出手段を備えたことを特徴とす
   る請求項１から請求項４までのいずれかに記載の車両用
   交流発電機の出力制御装置。