JP3913391B2 - 車両用交流発電機の制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両に用いられる交流発電機の出力を電気的に制御する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、特開平７−２９８５１５号公報で開示された車両用交流発電機の制御装置を示す回路図である。図４において、１は車両に搭載された交流発電機であって、交流出力を発電するための電機子コイル１０１と、車両に搭載された図示しない内燃機関により回転駆動される界磁コイル１０２とを備える。２は交流発電機１の交流出力を全波整流する整流器であって、界磁コイル１０２の励磁と電圧調整器３の電圧検出とのための出力端２０１と、接地用の出力端２０２とを備える。電圧調整器３は交流発電機１の出力電圧を所定値に調整するためのものである。４は車両に搭載されたバッテリ、５はキースイッチ、６は充電表示ランプである。
【０００３】
次に上記制御装置の動作について説明する。内燃機関の始動に際し、キースイッチ５が閉じられると、バッテリ４からキースイッチ５と充電表示ランプ６と固定抵抗器３０１とを順に経由してトランジスタ３１３にベース電流が供給され、トランジスタ３１３が導通状態となる。すると、固定抵抗器３０２を経由してトランジスタ３１４にベース電流が供給され、トランジスタ３１４が導通状態となる。これによって、トランジスタ３２１にベース電流が供給され、トランジスタ３２１が導通状態となる。そして、トランジスタ３２１が導通状態となることによって、バッテリ４から界磁コイル１０１に界磁電流が流れ、交流発電機１は発電可能状態となる。この状態において、内燃機関が始動すると、界磁コイル１０２が回転し、電機子コイル１０１が３相交流の誘導起電力を発生する。
【０００４】
このように交流発電機１が発電を開始して３相交流を出力すると、整流器２が３相交流を全波整流して直流に変換する。そして、電圧調整器３が整流器２における出力端２０１の出力電圧を受け、固定抵抗器３０５と固定抵抗器３０６とで分圧された電位が所定電圧を越えると、ツェナーダイオード３１９とトランジスタ３２０とが導通し、トランジスタ３２１のベース電流が遮断され、トランジスタ３２１が非道通状態となり、バッテリ４か界磁コイル１０２への界磁電流が遮断され、交流発電機１の出力電圧が低下する。
【０００５】
この交流発電機１の出力電圧が低下して固定抵抗器３０５，３０６による分圧電位が所定値以下になると、ツェナーダイオード３１９とトランジスタ３２０とが非導通状態となり、トランジスタ３２１が導通状態となり、バッテリ４から界磁コイル１０２に界磁電流が流れ、交流発電機１の出力電圧が上昇する。このように、内燃機関が始動した後、トランジスタ３２１の導通状態と非導通状態との動作が繰り返されることによって、電圧調整器３が交流発電機１の出力電圧を所定値の調整している。
【０００６】
また、充電表示ランプ６が断線した場合や表示ランプ駆動端子が外れた場合等おいては、キースイッチ５が閉じられても、内燃機関が始動される前の状態では、トランジスタ３１３，３１４の双方が非道通状態であるため、トランジスタ３２１は非道通状態である。この状態において、界磁コイル１０２に残留磁束が或る程度存在すれば、内燃機関が始動することによって、交流発電機１がわずかな電圧を出力する。そして、交流発電機１の１相電圧が固定抵抗器３０４を経由してコンデンサ３１７を充電すると、固定抵抗器３０８，３０１を経由してトランジスタ３０１が導通状態となる。このため、トランジスタ３１４が導通状態となり、充電表示ランプ６の正常時と同様に、交流発電機１は正常な電圧を出力し、この交流発電機１の出力電圧は前記電圧調整器３の働きにより所定値に調整される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の車両用交流発電機の制御装置は以上のように構成されているので、電圧調整器３を駆動させる充電表示ランプ６が断線したり充電表示ランプ駆動端子が外れた状態において、交流発電機１が長期間発電動作されず、界磁コイル１０２の残留磁束がほとんど無い場合は、内燃機関の駆動により、交流発電機１が正常に回転しても、交流発電機１が発電を開始しないという問題点があった。
【０００８】
そこで、この発明の目的は、内燃機関の始動に伴い、交流発電機が安定した発電を行うことができる車両用交流発電機の制御装置を提供することである。
【０００９】
【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制御装置は、車両の内燃機関により駆動される交流発電機と、交流発電機の交流出力を整流する整流器と、整流器の整流出力により充電されるとともに内燃機関の始動に際し交流発電機の界磁コイルに電源を供給するバッテリと、バッテリから界磁コイルに供給される界磁電流を断続制御することにより発電機の出力電圧を所定値に調整する電圧調整器とを備えた車両用交流発電機の制御装置において、電圧調整器が電圧制御回路と電源トリガー回路と電源回路と電源保持回路と電源リセット回路と電源出力点とを備え、電源トリガー回路がバッテリ電圧の落込みを検出することにより駆動し、この電源トリガー回路の駆動により電源回路がバッテリからの電源を一定電圧として電源出力点に出力し、電源回路により電源出力点が一定電圧に保持されることにより、電圧制御回路がバッテリから界磁コイルに界磁電流を供給して交流発電機を発電可能な状態にし、交流発電機が発電を開始すると、電圧制御回路がバッテリから界磁コイルへの界磁電流を断続制御して交流発電機の発電電圧を所定値に制御し、交流発電機の１相出力によって電源保持回路が電源回路を作動状態に保持するとともに、内燃機関の停止によって交流発電機の１相出力が無くなった場合には所定時間経過後に電源保持回路を遮断させる電源リセット回路によりバッテリから界磁コイルへの界磁電流を遮断させることを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明に係る車両用交流発電機の制御装置は、車両の内燃機関により駆動される交流発電機と、交流発電機の交流出力を整流する整流器と、整流器の整流出力により充電されるとともに内燃機関の始動に際し交流発電機の界磁コイルに電源を供給するバッテリと、バッテリから界磁コイルに供給される界磁電流を断続制御することにより発電機の出力電圧を所定値に調整する電圧調整器とを備えた車両用交流発電機の制御装置において、電圧調整器が励磁トリガー回路と励磁回路と電圧制御回路と励磁保持回路と励磁トリガーキャンセル回路とを備え、励磁トリガー回路がバッテリ電圧の落込みを検出後に落込んだバッテリ電圧とその遅延された電圧との間に生じた電位差を検出することにより駆動し、この励磁トリガー回路の駆動により励磁回路がバッテリから電源の供給を受けて電圧制御回路を道通状態とし、電圧制御回路がバッテリから界磁コイルに界磁電流を供給して交流発電機を発電可能な状態とし、交流発電機が発電を開始すると、交流発電機の１相出力によって励磁保持回路が作動して励磁回路および電圧制御回路が作動状態に保持されるとともに、励磁トリガーキャンセル回路によって励磁トリガー回路を非作動状態に保持することによって、励磁回路および電圧制御回路の安定化を図ることを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明に係る車両用交流発電機の制御装置は、請求項１または請求項２記載の電源保持回路または励磁保持回路は、バッテリ電圧落込み検出後における交流発電機の１相出力の周波数を検出するＦ−Ｖ変換器を、電源保持回路における交流発電機の１相出力によって電源出力点を一定電圧に保持するためのコンデンサ、または、励磁保持回路における交流発電機の１相からの出力電圧を充電するためのコンデンサに代替して備えたことを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機の制御装置を示す回路図である。図１において、交流発電機１と整流器２とバッテリ４とは従来と同じであるが、電圧調整器３０の構成が従来と異なり、図４のキースイッチ５と充電表示ランプ６とが除去されたことも従来と異なる。電圧調整器３０は電圧制御回路３１と電源トリガー回路３２と電源回路３３と電源保持回路３４と電源リセット回路３５とを備える。電圧制御回路３１は、固定抵抗器３３３，３３５，３３６，３３７，３３８と、コンパレータ３３４と、トランジスタ３３１と、ダイオード３３２と、電源出力点Ａとにより構成される。電源トリガー回路３２は、固定抵抗器３３９，３４１，３４３，３４４，３４５と、コンデンサ３４０と、トランジスタ３４２，３４６，３４７とにより構成される。電源回路３３は、固定抵抗器３４８とツェナーダイオード３４９と電源出力点Ａとにより構成される。電源保持回路３４は、固定抵抗器３５１，３５２，３５３，３５４，３５６と、コンデンサ３５５と、トランジスタ３５０とにより構成される。電源リセット回路３５は、固定抵抗器３５７，３５９と、コンデンサ３６０と、トランジスタ３５８，３６１と電源出力点Ａとにより構成される。上記各電源出力点Ａは、相互に個別に存在するのではなく、互いに結合された１つであって、電源回路３３の出力点を明示するために結合子のように図示されている。
【００１９】
次に実施の形態１の動作について説明する。バッテリ４として１２Ｖ系のバッテリが搭載された車両を想定する。図示しない内燃機関の始動に際し、実施の形態１の回路からは取り除かれたが車両には設けられている図示しないキースイッチが閉じられ、内燃機関を始動させるためのスタータが始動すると、スタータが多大な電流を消費する。このため、スタータ始動前は正常な充電状態で１３Ｖ程度を有するバッテリ４の電圧は、スタータの始動時には瞬間的（数ｍ秒〜数十ｍ秒の間）に５〜８Ｖ程度まで大きく落込む。この落込んだ電圧は、電源トリガー回路３２の固定抵抗器３４１を経由してトランジスタ３４２のべースに印加される。これと並行し、上記落込んだ電圧は、固定抵抗器３３９とコンデンサ３４０とによって遅延されて、トランジスタ３４２のエミッタに与えられる。上記固定抵抗器３４１を介するトランジスタ３４２のベース電圧と、上記固定抵抗器３３９を介するトランジスタ３４２のエミッタ電圧とに注目すると、スタータ始動時において、バッテリ電圧が大きく落込むことで、トランジスタ３４２のベースとエミッタとの間に電位差が生じ、トランジスタ３４２が導通状態となる。これによって、固定抵抗器３４３を経由してトランジスタ３４６にベース電流が供給され、トランジスタ３４６が導通状態となる。そして、固定抵抗器３４５を経由してトランジスタ３４７のベース電位が低下すると、トランジスタ３４７が導通状態となる。
【００２０】
このように電源トリガー回路３２が駆動すると、電源トリガー回路３２のトリガー出力端に接続された電源回路３３が起動する。つまり、電源回路３３では固定抵抗器３４８とツェナーダイオード３４９とによって一定電圧が電源出力点Ａに出力される。電源出力点Ａの出力は電源保持回路３４の固定抵抗器３５１と固定抵抗器３５２とにより分圧され、その分圧された電圧がトランジスタ３５０のベースに印加され、トランジスタ３５０が導通状態となる。これによって、電源トリガー回路３２の固定抵抗器３４５を経由してトランジスタ３４７のベース電位が低下する。このため、電源出力点Ａの電圧が一定電圧に保持される。この電源出力点Ａが一定電圧に保持されることによって、電圧制御回路３１では固定抵抗器３３３を経由してトランジスタ３３１が導通状態となる。そして、バッテリ４から界磁コイル１０２に界磁電流が流れ、交流発電機１は発電可能な状態となる。
【００２１】
その状態において、内燃機関が始動すると、交流発電機１は発電を開始し、電圧調整器３０は整流器２の出力端２０１の出力電圧を受ける。そして、電圧制御回路３１では、固定抵抗器３３７と固定抵抗器３３８とにより分圧された電位が、電源出力点Ａにおける電位の固定抵抗器３３５と固定抵抗器３３６とによって分圧された電位を越えると、コンパレータ３３４の出力電圧が高電位Ｈｉから低電位Ｌｏへ反転し、トランジスタ３３１のベース電流が遮断され、トランジスタ３３１が非道通状態となる。これによって、バッテリ４から界磁コイル１０２への界磁電流が遮断され、交流発電機１の出力電圧が低下する。
【００２２】
この交流発電機１の出力電圧が低下した状態において、電圧制御回路３１の固定抵抗器３３７，３３８による分圧電位が固定抵抗器３３５，３３６による分圧電位以下になると、コンパレータ３３４の出力電圧は低電位Ｌｏから高電位Ｈｉへ反転し、トランジスタ３３１が導通状態となり、バッテリ４から界磁コイル１０２に界磁電流が流れ、交流発電機１の出力電圧が上昇する。このように、内燃機関の始動後は、トランジスタ３３１の導通状態と非導通状態との動作が繰り返されることによって、交流発電機１の出力電圧が所定値に調整される。トランジスタ３３１が導通状態から非道通状態へ反転した時に発生するサージはダイオード３３２により吸収される。
【００２３】
また、交流発電機１が発電中においては、交流発電機１の１相からの出力電圧が電源保持回路３４の固定抵抗器３５３，３５４を介してコンデンサ３５５を充電することによって、固定抵抗器３５６を経由してトランジスタ３５０にベース電流が供給される。このため、電源出力点Ａは交流発電機１の１相出力によっても一定電圧に保持される。よって、電源リセット回路３５では、コンデンサ３６０が電源出力点Ａから固定抵抗器３５９を経由して数秒程度の所定時間を要して充電される。けれども、トランジスタ３５８が電源保持回路３４の充電されたコンデンサ３５５から固定抵抗器３５７を経由して供給されるベース電流によって導通状態となっている。よって、コンデンサ３６０はトランジスタ３５８によって接地された状態であるため、トランジスタ３６１は非道通状態である。したがって、電源リセット回路３５は動作せず、交流発電機１が正常に発電している間は、電源出力点Ａには安定した一定電圧が供給される。
【００２４】
一方、内燃機関の停止によって電源出力点Ａに一定電圧を供給することが不要になった場合や、内燃機関の停止中においてノイズ等により電源トリガー回路３２のトランジスタ３４２が誤動作したことによって電源出力点Ａに一定電圧が出力された場合は、電源保持回路３４のトランジスタ３５０が導通状態となり、電源出力点Ａが一定電圧に保持されたままになると、トランジスタ３３１が導通状態となり、バッテリ４から界磁コイル１０２に界磁電流が流れ、バッテリ電圧は低下し、バッテリ４が放電され切った、バッテリ上がりの原因となる。
【００２５】
そこで、実施の形態１では、上記のように電源出力点Ａは出力されたが、所定時間経過しても交流発電機１の出力電圧がない場合は、電源リセット回路３５が動作し、上記バッテリー上がりを防止する。つまり、交流発電機１の１相出力がないため、電源リセット回路３５では、トランジスタ３５８が非道通状態であり、電源出力点Ａから固定抵抗器３５９を経由してコンデンサ３６０が所定時間充電され、トランジスタ３６１が導通する。これによって、電源保持回路３４のトランジスタ３５０が非道通状態となり、電源回路３３の電源出力点Ａには一定電圧が出力されなくなる。このため、電圧制御回路３１のトランジスタ３３１が非道通状態となり、バッテリ４から界磁コイル１０２への界磁電流が遮断され、バッテリ上がりを防止することができる。
【００２６】
実施の形態２．
図２はこの発明の実施の形態２に係る車両用交流発電機の制御装置を示す回路図である。図２では、実施の形態１における電源保持回路３４中のコンデンサ３５５（図１参照）を、Ｆ−Ｖ変換器３７０に代替したことによって、交流発電機１における１相出力の周波数が所定値以上になった場合は電源トリガー回路３５の動作によって電源出力点Ａに出力された一定電圧を保持し、交流発電機１における１相出力の周波数が所定値未満の場合は電源トリガー回路３５の動作によって電源出力点Ａに出力された一定電圧を解除する特徴がある。
【００２７】
次に実施の形態２の動作について説明する。電源出力点Ａが一定電圧を出力し、内燃機関が始動し、交流発電機１が発電を開始すると、交流発電機１の１相出力は、電源保持回路３４の固定抵抗器３５３，３５４を介してＦ−Ｖ変換器３７０に伝達され、Ｆ−Ｖ変換器３７０が周波数に比例した電圧を出力する。交流発電機の１相出力が所定の周波数以上であれば、Ｆ−Ｖ変換器３７０が高電位Ｈｉを出力し、交流発電機の１相出力が所定の周波数未満の場合は、Ｆ−Ｖ変換器３７０が低電位Ｌｏを出力する。そのため、交流発電機１が正常に発電し、交流発電機１の１相出力の周波数が所定値以上の場合は、電源保持回路３４のトランジスタ３５０と電源リセット回路３５のトランジスタ３５８とがともに導通状態である。これによって、電源リセット回路３５ではコンデンサ３６０が充電されず、トランジスタ３６１が非道通状態のままである。したがって、電源出力点Ａは一定電圧に保持される。
【００２８】
また、内燃機関が停止し、交流発電機１の発電が停止すると、交流発電機の１相出力の周波数は所定値未満になるため、Ｆ−Ｖ変換器３７０の出力電圧は低電位Ｌｏになり、電源リセット回路３５のトランジスタ３５８は非道通状態となる。これによって、電源リセット回路３５では、コンデンサ３６０が固定抵抗器３５９を経由して所定時間で充電され、トランジスタ３６１が道通状態となり、トランジスタ３５０が非道通状態となる。これによって、電源出力点Ａの出力が遮断される。
【００２９】
実施の形態３．
図３は、この発明の実施の形態３に係る車両用交流発電機の制御装置を示す回路図である。図３では、電圧調整器３０’と電圧制御回路３１’と励磁トリガー回路３２’と励磁回路３３’と励磁保持回路３４’と励磁トリガーキャンセル回路３５’それぞれの回路構成が、図１及び図２と異なる。電圧制御回路３１’は、固定抵抗器３７２，３７５，３７６と、トランジスタ３３１，３７３と、ツェナーダイオード３７４と、ダイオード３３２とにより構成される。励磁トリガー回路３２’は、固定抵抗器３８３，３８４，８３７，３７９，３８０と、コンデンサ３８１，３８６と、トランジスタ３８５，３８２とにより構成される。励磁回路３３’は、固定抵抗器３７７とトランジスタ３７１，３７８とにより構成される。励磁保持回路３４’は、固定抵抗器３８８，３９２，３９４，３９５と、コンデンサ３９３と、トランジスタ３９１とにより構成される。励磁トリガーキャンセル回路３５’は、固定抵抗器３９０と、トランジスタ３８９とにより構成される。
【００３０】
次に実施の形態３の動作について説明する。車両の内燃機関を始動させるための図示しないスタータが始動され、バッテリ４の電圧が大きく落込むと、励磁トリガー回路３２’の固定抵抗器３８３を経由してトランジスタ３８５のべ一ス電圧も大きく落込む。これと並行し、上記バッテリ４の落込んだ電圧は、固定抵抗器３８４とコンデンサ３８６とによって遅延され、トランジスタ３８５のエミッタに与えられる。この固定抵抗器３８３を介するトランジスタ３８５のベース電圧と、固定抵抗器３８４を介するトランジスタ３８５のエミッタ電圧とに注目すると、スタータ始動時において、トランジスタ３８５のエミッタ電圧はベース電圧より落込み速度が遅いため、トランジスタ３８５のベースとエミッタとに電位差が生じ、トランジスタ３８５が導通状態となる。
【００３１】
このように励磁トリガー回路３２’が駆動すると、励磁トリガー回路３２’のトリガー出力端に接続された励磁回路３３’が起動する。つまり、励磁トリガー回路３２’では固定抵抗器３８７を経由してトランジスタ３８２にベース電流が供給され、トランジスタ３８２が導通状態となる。これによって、内燃機関の停止時には充電されていたコンデンサ３８１が接地され、コンデンサ３８１は瞬間的に放電する。コンデンサ３８１が放電されることによって、固定抵抗器３７９と固定抵抗器３８０とにより分圧されていた励磁回路３３’のトランジスタ３７８のベース電位が低下する。このため、トランジスタ３７８のエミッタ電位とべ一ス電位とに電位差が生じ、トランジスタ３７８は導通状態となる。そして、固定抵抗器３７２を経由してトランジスタ３３１にべ一ス電流が供給され、トランジスタ３３１が導通状態となる。これによって、バッテリ４から界磁コイル１０２に界磁電流が流れ、交流発電機１は発電可能な状態となる。
【００３２】
このとき、内燃機関が正常に始動されず、交流発電機１が発電をしない場合は、その発電をしない時間がコンデンサ３８６によって作られた遅延時間を越えると、励磁トリガー回路３２’のトランジスタ３８５とトランジスタ３８２とがともに非導通状態となる。このため、コンデンサ３８１は励磁トリガー回路３２’の固定抵抗器３７９，３８０を介して所定の時間で充電される。これによって、励磁回路３３’では、トランジスタ３７８が非導通状態となり、電圧制御回路３１’のトランジスタ３３１が非導通状態となる。これによって、バッテリ４から界磁コイル１０２への界磁電流が遮断され、バッテリ上がりを防止することができる。
【００３３】
前記交流発電機１の発電可能な状態に引き続き、バッテリ４からスタータへの電力供給中は、内燃機関が始動し、交流発電機１が発電を開始するが、発電機１の１相からの出力電圧が励磁保持回路３４’の固定抵抗器３９５，３９４を介してコンデンサ３９３を充電する。そして、コンデンサ３９３が所定電圧以上に充電されることによって、励磁保持回路３４’では、固定抵抗器３９２を経由してトランジスタ３９１が導通状態となる。これによって、励磁回路３３’では、トランジスタ３７１のベース電位が低下し、トランジスタ３７１が導通状態となることによって、電圧制御回路３１’の固定抵抗器３７２を経由するトランジスタ３３１のべ一ス電流が供給可能な状態に保たれる。これと並行し、上記コンデンサ３９３の所定電圧以上の充電によって、励磁トリガーキャンセル回路３５’では、固定抵抗器３９０を介してトランジスタ３８９が導通状態となる。これによって、励磁トリガー回路３２’ではトランジスタ３８２のベースが接地され、トランジスタ３８２が非道通状態に保たれる。よって、前記バッテリ４の電圧が落込んだ時、バッテリ４から界磁コイル１０２に界磁電流を供給する機能は無効状態となる。
【００３４】
そして、内燃機関が駆動し、バッテリ４からスタータへの電力供給が停止し、バッテリ４の出力電圧が正常な電圧に戻り、交流発電機１が発電すると、電圧調整器３は整流器２の出力端２０１の出力電圧を受ける。この状態において、電圧制御回路３１’では、固定抵抗器３７５と固定抵抗器３７６とにより分圧された電位が、ツェナーダイオード３７４のしきい値を越えると、トランジスタ３７３が導通し、トランジスタ３３１のベース電流は遮断される。これによって、トランジスタ３３１は非道通状態となり、バッテリ４から界磁コイル１０２への界磁電流が遮断され、交流発電機１の発電電圧が低下する。交流発電機１の出力電圧が低下すると、固定抵抗器３７５，３７６による分圧電位も低下し、ツェナーダイオード３７４とトランジスタ３７３とが非道通状態となり、トランジスタ３３１が導通状態となり、バッテリ４から界磁コイル１０２に界磁電流が流れ、交流発電機１の出力電圧が上昇する。このような動作の繰り返しによって、交流発電機１の出力電圧が所定値に調整される。
【００３５】
また、内燃機関が停止した際には、交流発電機１も発電を停止し、交流発電機１の１相出力もなくなるため、励磁トリガーキャンセル回路３５’のトランジスタ３８９と励磁トリガーキャンセル回路３５’のトランジスタ３９１とがともに非道通状態となる。これによって、励磁回路３３’では、トランジスタ３７１が非道通になり、トランジスタ３７８も所定時間経過後に非道通状態となり、トランジスタ３３１が非導通状態となり、バッテリ４から界磁コイル１０２への界磁電流が遮断され、バッテリ上がりを防止することができる。
【００３６】
実施の形態４．
図３における励磁保持回路３４’のコンデンサ３９３を図２のＦ−Ｖ変換器３７４に代えても適用可能である。
【００３７】
【発明の効果】
以上に説明したように、請求項１の発明によれば、バッテリ電圧の落込みを検出することによりバッテリから界磁コイルに界磁電流を供給するので、車両を駆動するための内燃機関の始動前にキースイッチを介して供給される駆動信号が不要となり、交流発電機の発電開始が常に安定するうえ、内燃機関の停止によって電源出力点に一定電圧を供給することが不要になった場合や、内燃機関の停止中においてノイズ等により電源トリガー回路が誤動作したことによって、電源出力点に一定電圧が出力された場合において、所定時間経過しても交流発電機の１相出力がないと、電源リセット回路が動作し、電源保持回路が非道通状態となり、電源回路の電源出力点に一定電圧が出力されなくなり、電圧制御回路が非道通状態となり、バッテリから界磁コイルへの界磁電流が遮断され、バッテリ上がりを防止することができる。
【００３８】
請求項２の発明によれば、バッテリ電圧の落込みを検出することによりバッテリから界磁コイルに界磁電流を供給するので、車両を駆動するための内燃機関の始動前にキースイッチを介して供給される駆動信号が不要となり、交流発電機の発電開始が常に安定するうえ、励磁トリガー回路がバッテリ電圧の落込みを検出後に落込んだバッテリ電圧とその遅延された電圧との間に生じた電位差を検出して駆動すると、励磁回路が導通状態となってバッテリから界磁コイルに界磁電流を供給して交流発電機を発電可能な状態とするが、このとき、内燃機関が正常に始動されず、交流発電機が発電をしない場合において、その発電をしない時間が電圧制御回路によって作られた遅延時間を越えると、励磁トリガー回路および励磁トリガー回路が非導通状態となり、電圧制御回路がバッテリから界磁コイルへの界磁電流を遮断することによって、バッテリ上がりを防止することができる。
【００３９】
請求項３の発明によれば、バッテリ電圧落込み検出後に、交流発電機の１相出力の周波数が所定値以上の場合はバッテリから界磁コイルへの界磁電流供給を保持し、交流発電機の１相出力の周波数が所定値未満の場合は所定時間経過後バッテリから界磁コイルへの界磁電流を遮断するので、内燃機関の停止中においてノイズ等により電源トリガー回路または励磁トリガー回路誤が動作しても、内燃機関停止後のバッテリ上がりを適切に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１に係る回路図である。
【図２】 この発明の実施の形態２に係る回路図である。
【図３】 この発明の実施の形態３に係る回路図である。
【図４】 従来の車両用交流発電機の制御装置を示す回路図である。
【符号の説明】
１ 交流発電機、２ 整流器、３０ 電圧調整器、
３１，３１’ 電圧制御回路、３２ 電源トリガー回路、３３ 電源回路、
３４ 電源保持回路、３５ 電源リセット回路、３２’ 励磁トリガー回路、
３３’ 励磁回路、３４’ 励磁保持回路、
３５’ 励磁トリガーキャンセル回路。
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両に用いられる交流発電機の出力を電気的に制御する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、特開平７−２９８５１５号公報で開示された車両用交流発電機の制御装置を示す回路図である。図４において、１は車両に搭載された交流発電機であって、交流出力を発電するための電機子コイル１０１と、車両に搭載された図示しない内燃機関により回転駆動される界磁コイル１０２とを備える。２は交流発電機１の交流出力を全波整流する整流器であって、界磁コイル１０２の励磁と電圧調整器３の電圧検出とのための出力端２０１と、接地用の出力端２０２とを備える。電圧調整器３は交流発電機１の出力電圧を所定値に調整するためのものである。４は車両に搭載されたバッテリ、５はキースイッチ、６は充電表示ランプである。
【０００３】
次に上記制御装置の動作について説明する。内燃機関の始動に際し、キースイッチ５が閉じられると、バッテリ４からキースイッチ５と充電表示ランプ６と固定抵抗器３０１とを順に経由してトランジスタ３１３にベース電流が供給され、トランジスタ３１３が導通状態となる。すると、固定抵抗器３０２を経由してトランジスタ３１４にベース電流が供給され、トランジスタ３１４が導通状態となる。これによって、トランジスタ３２１にベース電流が供給され、トランジスタ３２１が導通状態となる。そして、トランジスタ３２１が導通状態となることによって、バッテリ４から界磁コイル１０１に界磁電流が流れ、交流発電機１は発電可能状態となる。この状態において、内燃機関が始動すると、界磁コイル１０２が回転し、電機子コイル１０１が３相交流の誘導起電力を発生する。
【０００４】
このように交流発電機１が発電を開始して３相交流を出力すると、整流器２が３相交流を全波整流して直流に変換する。そして、電圧調整器３が整流器２における出力端２０１の出力電圧を受け、固定抵抗器３０５と固定抵抗器３０６とで分圧された電位が所定電圧を越えると、ツェナーダイオード３１９とトランジスタ３２０とが導通し、トランジスタ３２１のベース電流が遮断され、トランジスタ３２１が非道通状態となり、バッテリ４か界磁コイル１０２への界磁電流が遮断され、交流発電機１の出力電圧が低下する。
【０００５】
この交流発電機１の出力電圧が低下して固定抵抗器３０５，３０６による分圧電位が所定値以下になると、ツェナーダイオード３１９とトランジスタ３２０とが非導通状態となり、トランジスタ３２１が導通状態となり、バッテリ４から界磁コイル１０２に界磁電流が流れ、交流発電機１の出力電圧が上昇する。このように、内燃機関が始動した後、トランジスタ３２１の導通状態と非導通状態との動作が繰り返されることによって、電圧調整器３が交流発電機１の出力電圧を所定値の調整している。
【０００６】
また、充電表示ランプ６が断線した場合や表示ランプ駆動端子が外れた場合等おいては、キースイッチ５が閉じられても、内燃機関が始動される前の状態では、トランジスタ３１３，３１４の双方が非道通状態であるため、トランジスタ３２１は非道通状態である。この状態において、界磁コイル１０２に残留磁束が或る程度存在すれば、内燃機関が始動することによって、交流発電機１がわずかな電圧を出力する。そして、交流発電機１の１相電圧が固定抵抗器３０４を経由してコンデンサ３１７を充電すると、固定抵抗器３０８，３０１を経由してトランジスタ３０１が導通状態となる。このため、トランジスタ３１４が導通状態となり、充電表示ランプ６の正常時と同様に、交流発電機１は正常な電圧を出力し、この交流発電機１の出力電圧は前記電圧調整器３の働きにより所定値に調整される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の車両用交流発電機の制御装置は以上のように構成されているので、電圧調整器３を駆動させる充電表示ランプ６が断線したり充電表示ランプ駆動端子が外れた状態において、交流発電機１が長期間発電動作されず、界磁コイル１０２の残留磁束がほとんど無い場合は、内燃機関の駆動により、交流発電機１が正常に回転しても、交流発電機１が発電を開始しないという問題点があった。
【０００８】
そこで、この発明の目的は、内燃機関の始動に伴い、交流発電機が安定した発電を行うことができる車両用交流発電機の制御装置を提供することである。
【０００９】
【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制御装置は、車両の内燃機関により駆動される交流発電機と、交流発電機の交流出力を整流する整流器と、整流器の整流出力により充電されるとともに内燃機関の始動に際し交流発電機の界磁コイルに電源を供給するバッテリと、バッテリから界磁コイルに供給される界磁電流を断続制御することにより発電機の出力電圧を所定値に調整する電圧調整器とを備えた車両用交流発電機の制御装置において、電圧調整器が電圧制御回路と電源トリガー回路と電源回路と電源保持回路と電源リセット回路と電源出力点とを備え、電源トリガー回路がバッテリ電圧の落込みを検出することにより駆動し、この電源トリガー回路の駆動により電源回路がバッテリからの電源を一定電圧として電源出力点に出力し、電源回路により電源出力点が一定電圧に保持されることにより、電圧制御回路がバッテリから界磁コイルに界磁電流を供給して交流発電機を発電可能な状態にし、交流発電機が発電を開始すると、電圧制御回路がバッテリから界磁コイルへの界磁電流を断続制御して交流発電機の発電電圧を所定値に制御し、交流発電機の１相出力によって電源保持回路が電源回路を作動状態に保持するとともに、内燃機関の停止によって交流発電機の１相出力が無くなった場合には所定時間経過後に電源保持回路を遮断させる電源リセット回路によりバッテリから界磁コイルへの界磁電流を遮断させることを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明に係る車両用交流発電機の制御装置は、車両の内燃機関により駆動される交流発電機と、交流発電機の交流出力を整流する整流器と、整流器の整流出力により充電されるとともに内燃機関の始動に際し交流発電機の界磁コイルに電源を供給するバッテリと、バッテリから界磁コイルに供給される界磁電流を断続制御することにより発電機の出力電圧を所定値に調整する電圧調整器とを備えた車両用交流発電機の制御装置において、電圧調整器が励磁トリガー回路と励磁回路と電圧制御回路と励磁保持回路と励磁トリガーキャンセル回路とを備え、励磁トリガー回路がバッテリ電圧の落込みを検出後に落込んだバッテリ電圧とその遅延された電圧との間に生じた電位差を検出することにより駆動し、この励磁トリガー回路の駆動により励磁回路がバッテリから電源の供給を受けて電圧制御回路を道通状態とし、電圧制御回路がバッテリから界磁コイルに界磁電流を供給して交流発電機を発電可能な状態とし、交流発電機が発電を開始すると、交流発電機の１相出力によって励磁保持回路が作動して励磁回路および電圧制御回路が作動状態に保持されるとともに、励磁トリガーキャンセル回路によって励磁トリガー回路を非作動状態に保持することによって、励磁回路および電圧制御回路の安定化を図ることを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明に係る車両用交流発電機の制御装置は、請求項１または請求項２記載の電源保持回路または励磁保持回路は、バッテリ電圧落込み検出後における交流発電機の１相出力の周波数を検出するＦ−Ｖ変換器を、電源保持回路における交流発電機の１相出力によって電源出力点を一定電圧に保持するためのコンデンサ、または、励磁保持回路における交流発電機の１相からの出力電圧を充電するためのコンデンサに代替して備えたことを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機の制御装置を示す回路図である。図１において、交流発電機１と整流器２とバッテリ４とは従来と同じであるが、電圧調整器３０の構成が従来と異なり、図４のキースイッチ５と充電表示ランプ６とが除去されたことも従来と異なる。電圧調整器３０は電圧制御回路３１と電源トリガー回路３２と電源回路３３と電源保持回路３４と電源リセット回路３５とを備える。電圧制御回路３１は、固定抵抗器３３３，３３５，３３６，３３７，３３８と、コンパレータ３３４と、トランジスタ３３１と、ダイオード３３２と、電源出力点Ａとにより構成される。電源トリガー回路３２は、固定抵抗器３３９，３４１，３４３，３４４，３４５と、コンデンサ３４０と、トランジスタ３４２，３４６，３４７とにより構成される。電源回路３３は、固定抵抗器３４８とツェナーダイオード３４９と電源出力点Ａとにより構成される。電源保持回路３４は、固定抵抗器３５１，３５２，３５３，３５４，３５６と、コンデンサ３５５と、トランジスタ３５０とにより構成される。電源リセット回路３５は、固定抵抗器３５７，３５９と、コンデンサ３６０と、トランジスタ３５８，３６１と電源出力点Ａとにより構成される。上記各電源出力点Ａは、相互に個別に存在するのではなく、互いに結合された１つであって、電源回路３３の出力点を明示するために結合子のように図示されている。
【００１９】
次に実施の形態１の動作について説明する。バッテリ４として１２Ｖ系のバッテリが搭載された車両を想定する。図示しない内燃機関の始動に際し、実施の形態１の回路からは取り除かれたが車両には設けられている図示しないキースイッチが閉じられ、内燃機関を始動させるためのスタータが始動すると、スタータが多大な電流を消費する。このため、スタータ始動前は正常な充電状態で１３Ｖ程度を有するバッテリ４の電圧は、スタータの始動時には瞬間的（数ｍ秒〜数十ｍ秒の間）に５〜８Ｖ程度まで大きく落込む。この落込んだ電圧は、電源トリガー回路３２の固定抵抗器３４１を経由してトランジスタ３４２のべースに印加される。これと並行し、上記落込んだ電圧は、固定抵抗器３３９とコンデンサ３４０とによって遅延されて、トランジスタ３４２のエミッタに与えられる。上記固定抵抗器３４１を介するトランジスタ３４２のベース電圧と、上記固定抵抗器３３９を介するトランジスタ３４２のエミッタ電圧とに注目すると、スタータ始動時において、バッテリ電圧が大きく落込むことで、トランジスタ３４２のベースとエミッタとの間に電位差が生じ、トランジスタ３４２が導通状態となる。これによって、固定抵抗器３４３を経由してトランジスタ３４６にベース電流が供給され、トランジスタ３４６が導通状態となる。そして、固定抵抗器３４５を経由してトランジスタ３４７のベース電位が低下すると、トランジスタ３４７が導通状態となる。
【００２０】
このように電源トリガー回路３２が駆動すると、電源トリガー回路３２のトリガー出力端に接続された電源回路３３が起動する。つまり、電源回路３３では固定抵抗器３４８とツェナーダイオード３４９とによって一定電圧が電源出力点Ａに出力される。電源出力点Ａの出力は電源保持回路３４の固定抵抗器３５１と固定抵抗器３５２とにより分圧され、その分圧された電圧がトランジスタ３５０のベースに印加され、トランジスタ３５０が導通状態となる。これによって、電源トリガー回路３２の固定抵抗器３４５を経由してトランジスタ３４７のベース電位が低下する。このため、電源出力点Ａの電圧が一定電圧に保持される。この電源出力点Ａが一定電圧に保持されることによって、電圧制御回路３１では固定抵抗器３３３を経由してトランジスタ３３１が導通状態となる。そして、バッテリ４から界磁コイル１０２に界磁電流が流れ、交流発電機１は発電可能な状態となる。
【００２１】
その状態において、内燃機関が始動すると、交流発電機１は発電を開始し、電圧調整器３０は整流器２の出力端２０１の出力電圧を受ける。そして、電圧制御回路３１では、固定抵抗器３３７と固定抵抗器３３８とにより分圧された電位が、電源出力点Ａにおける電位の固定抵抗器３３５と固定抵抗器３３６とによって分圧された電位を越えると、コンパレータ３３４の出力電圧が高電位Ｈｉから低電位Ｌｏへ反転し、トランジスタ３３１のベース電流が遮断され、トランジスタ３３１が非道通状態となる。これによって、バッテリ４から界磁コイル１０２への界磁電流が遮断され、交流発電機１の出力電圧が低下する。
【００２２】
この交流発電機１の出力電圧が低下した状態において、電圧制御回路３１の固定抵抗器３３７，３３８による分圧電位が固定抵抗器３３５，３３６による分圧電位以下になると、コンパレータ３３４の出力電圧は低電位Ｌｏから高電位Ｈｉへ反転し、トランジスタ３３１が導通状態となり、バッテリ４から界磁コイル１０２に界磁電流が流れ、交流発電機１の出力電圧が上昇する。このように、内燃機関の始動後は、トランジスタ３３１の導通状態と非導通状態との動作が繰り返されることによって、交流発電機１の出力電圧が所定値に調整される。トランジスタ３３１が導通状態から非道通状態へ反転した時に発生するサージはダイオード３３２により吸収される。
【００２３】
また、交流発電機１が発電中においては、交流発電機１の１相からの出力電圧が電源保持回路３４の固定抵抗器３５３，３５４を介してコンデンサ３５５を充電することによって、固定抵抗器３５６を経由してトランジスタ３５０にベース電流が供給される。このため、電源出力点Ａは交流発電機１の１相出力によっても一定電圧に保持される。よって、電源リセット回路３５では、コンデンサ３６０が電源出力点Ａから固定抵抗器３５９を経由して数秒程度の所定時間を要して充電される。けれども、トランジスタ３５８が電源保持回路３４の充電されたコンデンサ３５５から固定抵抗器３５７を経由して供給されるベース電流によって導通状態となっている。よって、コンデンサ３６０はトランジスタ３５８によって接地された状態であるため、トランジスタ３６１は非道通状態である。したがって、電源リセット回路３５は動作せず、交流発電機１が正常に発電している間は、電源出力点Ａには安定した一定電圧が供給される。
【００２４】
一方、内燃機関の停止によって電源出力点Ａに一定電圧を供給することが不要になった場合や、内燃機関の停止中においてノイズ等により電源トリガー回路３２のトランジスタ３４２が誤動作したことによって電源出力点Ａに一定電圧が出力された場合は、電源保持回路３４のトランジスタ３５０が導通状態となり、電源出力点Ａが一定電圧に保持されたままになると、トランジスタ３３１が導通状態となり、バッテリ４から界磁コイル１０２に界磁電流が流れ、バッテリ電圧は低下し、バッテリ４が放電され切った、バッテリ上がりの原因となる。
【００２５】
そこで、実施の形態１では、上記のように電源出力点Ａは出力されたが、所定時間経過しても交流発電機１の出力電圧がない場合は、電源リセット回路３５が動作し、上記バッテリー上がりを防止する。つまり、交流発電機１の１相出力がないため、電源リセット回路３５では、トランジスタ３５８が非道通状態であり、電源出力点Ａから固定抵抗器３５９を経由してコンデンサ３６０が所定時間充電され、トランジスタ３６１が導通する。これによって、電源保持回路３４のトランジスタ３５０が非道通状態となり、電源回路３３の電源出力点Ａには一定電圧が出力されなくなる。このため、電圧制御回路３１のトランジスタ３３１が非道通状態となり、バッテリ４から界磁コイル１０２への界磁電流が遮断され、バッテリ上がりを防止することができる。
【００２６】
実施の形態２．
図２はこの発明の実施の形態２に係る車両用交流発電機の制御装置を示す回路図である。図２では、実施の形態１における電源保持回路３４中のコンデンサ３５５（図１参照）を、Ｆ−Ｖ変換器３７０に代替したことによって、交流発電機１における１相出力の周波数が所定値以上になった場合は電源トリガー回路３５の動作によって電源出力点Ａに出力された一定電圧を保持し、交流発電機１における１相出力の周波数が所定値未満の場合は電源トリガー回路３５の動作によって電源出力点Ａに出力された一定電圧を解除する特徴がある。
【００２７】
次に実施の形態２の動作について説明する。電源出力点Ａが一定電圧を出力し、内燃機関が始動し、交流発電機１が発電を開始すると、交流発電機１の１相出力は、電源保持回路３４の固定抵抗器３５３，３５４を介してＦ−Ｖ変換器３７０に伝達され、Ｆ−Ｖ変換器３７０が周波数に比例した電圧を出力する。交流発電機の１相出力が所定の周波数以上であれば、Ｆ−Ｖ変換器３７０が高電位Ｈｉを出力し、交流発電機の１相出力が所定の周波数未満の場合は、Ｆ−Ｖ変換器３７０が低電位Ｌｏを出力する。そのため、交流発電機１が正常に発電し、交流発電機１の１相出力の周波数が所定値以上の場合は、電源保持回路３４のトランジスタ３５０と電源リセット回路３５のトランジスタ３５８とがともに導通状態である。これによって、電源リセット回路３５ではコンデンサ３６０が充電されず、トランジスタ３６１が非道通状態のままである。したがって、電源出力点Ａは一定電圧に保持される。
【００２８】
また、内燃機関が停止し、交流発電機１の発電が停止すると、交流発電機の１相出力の周波数は所定値未満になるため、Ｆ−Ｖ変換器３７０の出力電圧は低電位Ｌｏになり、電源リセット回路３５のトランジスタ３５８は非道通状態となる。これによって、電源リセット回路３５では、コンデンサ３６０が固定抵抗器３５９を経由して所定時間で充電され、トランジスタ３６１が道通状態となり、トランジスタ３５０が非道通状態となる。これによって、電源出力点Ａの出力が遮断される。
【００２９】
実施の形態３．
図３は、この発明の実施の形態３に係る車両用交流発電機の制御装置を示す回路図である。図３では、電圧調整器３０’と電圧制御回路３１’と励磁トリガー回路３２’と励磁回路３３’と励磁保持回路３４’と励磁トリガーキャンセル回路３５’それぞれの回路構成が、図１及び図２と異なる。電圧制御回路３１’は、固定抵抗器３７２，３７５，３７６と、トランジスタ３３１，３７３と、ツェナーダイオード３７４と、ダイオード３３２とにより構成される。励磁トリガー回路３２’は、固定抵抗器３８３，３８４，８３７，３７９，３８０と、コンデンサ３８１，３８６と、トランジスタ３８５，３８２とにより構成される。励磁回路３３’は、固定抵抗器３７７とトランジスタ３７１，３７８とにより構成される。励磁保持回路３４’は、固定抵抗器３８８，３９２，３９４，３９５と、コンデンサ３９３と、トランジスタ３９１とにより構成される。励磁トリガーキャンセル回路３５’は、固定抵抗器３９０と、トランジスタ３８９とにより構成される。
【００３０】
次に実施の形態３の動作について説明する。車両の内燃機関を始動させるための図示しないスタータが始動され、バッテリ４の電圧が大きく落込むと、励磁トリガー回路３２’の固定抵抗器３８３を経由してトランジスタ３８５のべ一ス電圧も大きく落込む。これと並行し、上記バッテリ４の落込んだ電圧は、固定抵抗器３８４とコンデンサ３８６とによって遅延され、トランジスタ３８５のエミッタに与えられる。この固定抵抗器３８３を介するトランジスタ３８５のベース電圧と、固定抵抗器３８４を介するトランジスタ３８５のエミッタ電圧とに注目すると、スタータ始動時において、トランジスタ３８５のエミッタ電圧はベース電圧より落込み速度が遅いため、トランジスタ３８５のベースとエミッタとに電位差が生じ、トランジスタ３８５が導通状態となる。
【００３１】
このように励磁トリガー回路３２’が駆動すると、励磁トリガー回路３２’のトリガー出力端に接続された励磁回路３３’が起動する。つまり、励磁トリガー回路３２’では固定抵抗器３８７を経由してトランジスタ３８２にベース電流が供給され、トランジスタ３８２が導通状態となる。これによって、内燃機関の停止時には充電されていたコンデンサ３８１が接地され、コンデンサ３８１は瞬間的に放電する。コンデンサ３８１が放電されることによって、固定抵抗器３７９と固定抵抗器３８０とにより分圧されていた励磁回路３３’のトランジスタ３７８のベース電位が低下する。このため、トランジスタ３７８のエミッタ電位とべ一ス電位とに電位差が生じ、トランジスタ３７８は導通状態となる。そして、固定抵抗器３７２を経由してトランジスタ３３１にべ一ス電流が供給され、トランジスタ３３１が導通状態となる。これによって、バッテリ４から界磁コイル１０２に界磁電流が流れ、交流発電機１は発電可能な状態となる。
【００３２】
このとき、内燃機関が正常に始動されず、交流発電機１が発電をしない場合は、その発電をしない時間がコンデンサ３８６によって作られた遅延時間を越えると、励磁トリガー回路３２’のトランジスタ３８５とトランジスタ３８２とがともに非導通状態となる。このため、コンデンサ３８１は励磁トリガー回路３２’の固定抵抗器３７９，３８０を介して所定の時間で充電される。これによって、励磁回路３３’では、トランジスタ３７８が非導通状態となり、電圧制御回路３１’のトランジスタ３３１が非導通状態となる。これによって、バッテリ４から界磁コイル１０２への界磁電流が遮断され、バッテリ上がりを防止することができる。
【００３３】
前記交流発電機１の発電可能な状態に引き続き、バッテリ４からスタータへの電力供給中は、内燃機関が始動し、交流発電機１が発電を開始するが、発電機１の１相からの出力電圧が励磁保持回路３４’の固定抵抗器３９５，３９４を介してコンデンサ３９３を充電する。そして、コンデンサ３９３が所定電圧以上に充電されることによって、励磁保持回路３４’では、固定抵抗器３９２を経由してトランジスタ３９１が導通状態となる。これによって、励磁回路３３’では、トランジスタ３７１のベース電位が低下し、トランジスタ３７１が導通状態となることによって、電圧制御回路３１’の固定抵抗器３７２を経由するトランジスタ３３１のべ一ス電流が供給可能な状態に保たれる。これと並行し、上記コンデンサ３９３の所定電圧以上の充電によって、励磁トリガーキャンセル回路３５’では、固定抵抗器３９０を介してトランジスタ３８９が導通状態となる。これによって、励磁トリガー回路３２’ではトランジスタ３８２のベースが接地され、トランジスタ３８２が非道通状態に保たれる。よって、前記バッテリ４の電圧が落込んだ時、バッテリ４から界磁コイル１０２に界磁電流を供給する機能は無効状態となる。
【００３４】
そして、内燃機関が駆動し、バッテリ４からスタータへの電力供給が停止し、バッテリ４の出力電圧が正常な電圧に戻り、交流発電機１が発電すると、電圧調整器３は整流器２の出力端２０１の出力電圧を受ける。この状態において、電圧制御回路３１’では、固定抵抗器３７５と固定抵抗器３７６とにより分圧された電位が、ツェナーダイオード３７４のしきい値を越えると、トランジスタ３７３が導通し、トランジスタ３３１のベース電流は遮断される。これによって、トランジスタ３３１は非道通状態となり、バッテリ４から界磁コイル１０２への界磁電流が遮断され、交流発電機１の発電電圧が低下する。交流発電機１の出力電圧が低下すると、固定抵抗器３７５，３７６による分圧電位も低下し、ツェナーダイオード３７４とトランジスタ３７３とが非道通状態となり、トランジスタ３３１が導通状態となり、バッテリ４から界磁コイル１０２に界磁電流が流れ、交流発電機１の出力電圧が上昇する。このような動作の繰り返しによって、交流発電機１の出力電圧が所定値に調整される。
【００３５】
また、内燃機関が停止した際には、交流発電機１も発電を停止し、交流発電機１の１相出力もなくなるため、励磁トリガーキャンセル回路３５’のトランジスタ３８９と励磁トリガーキャンセル回路３５’のトランジスタ３９１とがともに非道通状態となる。これによって、励磁回路３３’では、トランジスタ３７１が非道通になり、トランジスタ３７８も所定時間経過後に非道通状態となり、トランジスタ３３１が非導通状態となり、バッテリ４から界磁コイル１０２への界磁電流が遮断され、バッテリ上がりを防止することができる。
【００３６】
実施の形態４．
図３における励磁保持回路３４’のコンデンサ３９３を図２のＦ−Ｖ変換器３７４に代えても適用可能である。
【００３７】
【発明の効果】
以上に説明したように、請求項１の発明によれば、バッテリ電圧の落込みを検出することによりバッテリから界磁コイルに界磁電流を供給するので、車両を駆動するための内燃機関の始動前にキースイッチを介して供給される駆動信号が不要となり、交流発電機の発電開始が常に安定するうえ、内燃機関の停止によって電源出力点に一定電圧を供給することが不要になった場合や、内燃機関の停止中においてノイズ等により電源トリガー回路が誤動作したことによって、電源出力点に一定電圧が出力された場合において、所定時間経過しても交流発電機の１相出力がないと、電源リセット回路が動作し、電源保持回路が非道通状態となり、電源回路の電源出力点に一定電圧が出力されなくなり、電圧制御回路が非道通状態となり、バッテリから界磁コイルへの界磁電流が遮断され、バッテリ上がりを防止することができる。
【００３８】
請求項２の発明によれば、バッテリ電圧の落込みを検出することによりバッテリから界磁コイルに界磁電流を供給するので、車両を駆動するための内燃機関の始動前にキースイッチを介して供給される駆動信号が不要となり、交流発電機の発電開始が常に安定するうえ、励磁トリガー回路がバッテリ電圧の落込みを検出後に落込んだバッテリ電圧とその遅延された電圧との間に生じた電位差を検出して駆動すると、励磁回路が導通状態となってバッテリから界磁コイルに界磁電流を供給して交流発電機を発電可能な状態とするが、このとき、内燃機関が正常に始動されず、交流発電機が発電をしない場合において、その発電をしない時間が電圧制御回路によって作られた遅延時間を越えると、励磁トリガー回路および励磁トリガー回路が非導通状態となり、電圧制御回路がバッテリから界磁コイルへの界磁電流を遮断することによって、バッテリ上がりを防止することができる。
【００３９】
請求項３の発明によれば、バッテリ電圧落込み検出後に、交流発電機の１相出力の周波数が所定値以上の場合はバッテリから界磁コイルへの界磁電流供給を保持し、交流発電機の１相出力の周波数が所定値未満の場合は所定時間経過後バッテリから界磁コイルへの界磁電流を遮断するので、内燃機関の停止中においてノイズ等により電源トリガー回路または励磁トリガー回路誤が動作しても、内燃機関停止後のバッテリ上がりを適切に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１に係る回路図である。
【図２】 この発明の実施の形態２に係る回路図である。
【図３】 この発明の実施の形態３に係る回路図である。
【図４】 従来の車両用交流発電機の制御装置を示す回路図である。
【符号の説明】
１ 交流発電機、２ 整流器、３０ 電圧調整器、
３１，３１’ 電圧制御回路、３２ 電源トリガー回路、３３ 電源回路、
３４ 電源保持回路、３５ 電源リセット回路、３２’ 励磁トリガー回路、
３３’ 励磁回路、３４’ 励磁保持回路、
３５’ 励磁トリガーキャンセル回路。
Claims (3)
- 車両の内燃機関により駆動される交流発電機と、交流発電機の交流出力を整流する整流器と、整流器の整流出力により充電されるとともに内燃機関の始動に際し交流発電機の界磁コイルに電源を供給するバッテリと、バッテリから界磁コイルに供給される界磁電流を断続制御することにより発電機の出力電圧を所定値に調整する電圧調整器とを備えた車両用交流発電機の制御装置において、電圧調整器が電圧制御回路と電源トリガー回路と電源回路と電源保持回路と電源リセット回路と電源出力点とを備え、電源トリガー回路がバッテリ電圧の落込みを検出することにより駆動し、この電源トリガー回路の駆動により電源回路がバッテリからの電源を一定電圧として電源出力点に出力し、電源回路により電源出力点が一定電圧に保持されることにより、電圧制御回路がバッテリから界磁コイルに界磁電流を供給して交流発電機を発電可能な状態にし、交流発電機が発電を開始すると、電圧制御回路がバッテリから界磁コイルへの界磁電流を断続制御して交流発電機の発電電圧を所定値に制御し、交流発電機の１相出力によって電源保持回路が電源回路を作動状態に保持するとともに、内燃機関の停止によって交流発電機の１相出力が無くなった場合には所定時間経過後に電源保持回路を遮断させる電源リセット回路によりバッテリから界磁コイルへの界磁電流を遮断させることを特徴とする車両用交流発電機の制御装置。
- 車両の内燃機関により駆動される交流発電機と、交流発電機の交流出力を整流する整流器と、整流器の整流出力により充電されるとともに内燃機関の始動に際し交流発電機の界磁コイルに電源を供給するバッテリと、バッテリから界磁コイルに供給される界磁電流を断続制御することにより発電機の出力電圧を所定値に調整する電圧調整器とを備えた車両用交流発電機の制御装置において、電圧調整器が励磁トリガー回路と励磁回路と電圧制御回路と励磁保持回路と励磁トリガーキャンセル回路とを備え、励磁トリガー回路がバッテリ電圧の落込みを検出後に落込んだバッテリ電圧とその遅延された電圧との間に生じた電位差を検出することにより駆動し、この励磁トリガー回路の駆動により励磁回路がバッテリから電源の供給を受けて電圧制御回路を道通状態とし、電圧制御回路がバッテリから界磁コイルに界磁電流を供給して交流発電機を発電可能な状態とし、交流発電機が発電を開始すると、交流発電機の１相出力によって励磁保持回路が作動して励磁回路および電圧制御回路が作動状態に保持されるとともに、励磁トリガーキャンセル回路によって励磁トリガー回路を非作動状態に保持することによって、励磁回路および電圧制御回路の安定化を図ることを特徴とする車両用交流発電機の制御装置。
- 電源保持回路または励磁保持回路は、バッテリ電圧落込み検出後における交流発電機の１相出力の周波数を検出するＦ−Ｖ変換器を、電源保持回路における交流発電機の１相出力によって電源出力点を一定電圧に保持するためのコンデンサ、または、励磁保持回路における交流発電機の１相からの出力電圧を充電するためのコンデンサに代替して備えたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の車両用交流発電機の制御装置。
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