JP4547846B2 - 車両用発電制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乗用車やトラック等に搭載される車両用発電機の発電状態を制御する車両用発電制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近の車両用発電制御装置の中には、アイドリング時のエンジン回転の安定化等を図るために、エンジン起動時に車両用発電機の発電量を抑制する機能を有するものがある。一方で、車両用発電機の出荷検査等において、正確かつ短時間で出力特性を測定しようとすると、上述した機能を一時的に解除する必要がある。このような要請に応えるものとしては、特開平６−３１１８００号公報に開示された「発電制御装置」が知られている。この発電制御装置は、車両用発電機あるいはバッテリの異常を運転者に知らせるチャージランプが接続されたＬ端子の電圧が所定電圧以下のときに、界磁電流制限回路による界磁電流の制限動作を解除する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、最近では、車両用発電機の高出力化等に伴う各部の温度上昇を抑えるために、様々な工夫がなされている。例えば、車両用発電制御装置においては、自己発熱を低減するために、車両用発電機の界磁コイルの電流を制御するスイッチング素子やチャージランプの点灯制御を行うスイッチング素子として、消費電力が少ないＭＯＳ型のＦＥＴを使用している。ところが、チャージランプをＭＯＳ型のＦＥＴで点灯制御する場合には、バイポーラ型のトランジスタを使用する場合に比べてＬ端子電圧が低くなって所定電圧以下になる場合も考えられ、界磁電流の制限動作が誤って解除されてしまうおそれがある。これにより、電気負荷投入時に一時的にチャージランプが点灯したときに、車両用発電機の発電トルクが急激に増加して、エンジン振動が増すとともに、最悪の場合には車両が失速するおそれもある。
【０００４】
また、最近では、車両に用いられている各種配線の接続を簡略化して、接続作業の煩わしさの回避や接続部を減らすことによる信頼性向上等を目的として、重要度の低い配線が廃止される傾向がある。車両用発電機の配線についても例外ではなく、特に、車両側のキースイッチが投入されたことを検出して車両用発電制御装置の動作状態を維持するために用いられるＩＧ線と、車両用発電機あるいはバッテリの異常を運転者に知らせるためにチャージランプに接続されるＬ線とを共用化する手法が一般的となっている。このため、上述した公報に開示された発電制御装置のように、出荷検査においてＬ端子電圧を所定電圧値以下に保つと、正常な発電制御状態を維持できなくなり、車両用発電機が発電不能になってしまう。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、車両用発電機の発電状態を維持しながら必要に応じて界磁電流の制限動作を解除することができる車両用発電制御装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明の車両用発電制御装置は、車両用発電機の界磁巻線に直列接続されたスイッチング手段と、車両用発電機の出力電圧あるいは車両用発電機に接続されるバッテリの端子電圧を所定の調整電圧設定値に制御する電圧制御手段と、スイッチング手段のオンオフ動作を制限することにより、界磁巻線に流れる電流を抑制する界磁電流抑制手段と、外部に接続される接続端子の電圧が、調整電圧設定値よりも大きな基準電圧以上のときに、界磁電流抑制手段の動作を禁止する禁止手段とを備えている。これにより、外部から接続端子に基準電圧以上の電圧を印加することにより、確実に禁止手段を動作させて界磁電流抑制手段の動作を禁止することができるため、出荷検査や出力検査等において、正確かつ短時間に出力特性を判定することができる。特に、車両用発電機の出力電圧あるいはバッテリの端子電圧の調整電圧設定値よりも高い基準電圧が設定されているため、通常の発電動作において誤って禁止手段が動作してしまうことを回避することができ、車両用発電機の発電状態を維持しながら必要に応じて界磁電流の制限動作を解除することが可能になる。
【０００７】
また、上述した禁止手段は、接続端子の電圧が、所定時間以上基準電圧以上のときに、界磁電流抑制手段の動作を禁止することが望ましい。これにより、電源ライン等に発生するノイズによって禁止手段が誤動作することを防止することができ、キースイッチ投入時等のノイズの発生が多い場合であっても確実に界磁電流抑制を行うことが可能になる。
【０００８】
また、上述した車両用交流発電機に含まれる整流装置がツェナーダイオードを用いて構成されている場合に、基準電圧は、ツェナーダイオードの降伏電圧以上に設定されていることが望ましい。車載用機器においてサージが発生した場合であっても、車両用発電機の整流装置によって降伏電圧以上のサージが吸収されるため、通常時において基準電圧以上の電圧が接続端子に印加されることはなく、禁止手段の誤動作を防止して確実に界磁電流抑制手段を動作させることができる。
【０００９】
具体的には、上述した接続端子は、外部の発電表示手段が接続された端子、電源電圧を生成する電源駆動手段に接続された端子、車両用発電機の発電状態を外部に出力する端子、車両用発電機の発電特性の変更信号が外部から入力される端子、バッテリの端子電圧を検出する端子のいずれかとすることが望ましい。これらの各端子は、バッテリやキースイッチあるいは外部制御装置（例えばエンジン制御装置）等に接続するために外部に開放されているため、出荷検査時等において高電圧を印加することが容易であり、特別な端子の追加等を行うことなく、界磁電流抑制手段の動作を禁止することが可能になる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した一実施形態の車両用発電制御装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。
〔第１の実施形態〕
図１は、本発明を適用した第１の実施形態の車両用発電制御装置の構成を示す図であり、あわせてこの車両用発電制御装置と車両用発電機やバッテリ等との接続状態が示されている。
【００１１】
図１において、車両用発電制御装置１は、車両用発電機２の出力電圧を所定範囲内に制御する。車両用発電機２は、固定子に含まれる３相の固定子巻線２１と、回転子に含まれる界磁巻線２２と、固定子巻線２１の三相出力を全波整流する整流装置２３とを含んで構成されている。この車両用発電機２の出力電圧の制御は、界磁巻線２２に通電する界磁電流を調整することにより行われる。車両用発電機２の出力電圧（Ｂ端子）はバッテリ３や電気負荷４に接続されており、車両用発電機２からこれらに対して電流が供給される。
【００１２】
次に、車両用発電制御装置１の詳細構成について説明する。図１に示すように、車両用発電制御装置１は、界磁巻線２２に直列に接続されて界磁電流を断続するスイッチング素子としてのＭＯＳ型のＦＥＴ１１と、界磁巻線２２に並列に接続されてＦＥＴ１１がオフ状態のときに界磁電流を還流させる還流ダイオード１２と、車両用発電機２のＢ端子に現れる出力電圧が所定の調整電圧設定値となるようにＦＥＴ１１のオンオフ状態を制御する電圧制御回路１３と、界磁巻線２２に流れる電流の増加速度を抑制する界磁電流抑制回路１４と、Ｌ端子とＩＧ端子の間に接続されたチャージランプ６を駆動するチャージランプ駆動回路１５と、界磁電流抑制回路１４による電流の増加速度の抑制動作を禁止する禁止回路１６と、界磁電流抑制回路１４と禁止回路１６の各出力の論理和を求めるオア回路１７と、このオア回路１７と電圧制御回路１３の各出力の論理積信号を求めてＦＥＴ１１のゲートに入力するアンド回路１８とを含んで構成されている。
【００１３】
上述した電圧制御回路１３は、抵抗１３１、１３２、電圧比較器１３３によって構成されている。２つの抵抗１３１、１３２によって、車両用発電機２のＢ端子の電圧を分圧する分圧回路が構成されており、分圧電圧が電圧比較器１３３のマイナス側入力端子に印加されている。電圧比較器１３３は、マイナス側入力端子に印加された分圧電圧と、プラス側入力端子に印加されている基準電圧Ｖref とを比較しており、車両用発電機２のＢ端子の電圧が所定の調整電圧設定値よりも低くなってこのＢ端子の電圧に連動する分圧電圧が基準電圧Ｖref よりも低くなったときに、出力をハイレベルにする。反対に、車両用発電機２のＢ端子の電圧が所定の調整電圧設定値よりも高くなってこのＢ端子の電圧に連動する分圧電圧が基準電圧Ｖref よりも高くなったときに、電圧比較器１３３の出力がローレベルになる。
【００１４】
また、チャージランプ駆動回路１５は、電圧比較器１５１、アンド回路１５２、ＭＯＳ型のＦＥＴ１５３、抵抗１５４によって構成されている。電圧比較器１５１は、固定子巻線２１のいずれかの相の一方端が接続されたＰ端子の電圧（相電圧）がマイナス側入力端子に印加されており、この相電圧がプラス側入力端子に印加された所定の基準電圧Ｖｂよりも低いときに、出力をハイレベルにする。電圧比較器１５１の出力端子はアンド回路１５２を介してＦＥＴ１５３のゲートに接続されており、電圧比較器１５１の出力がハイレベルになるとＦＥＴ１５３がオン状態になり、Ｌ端子とＩＧ端子との間に接続されたチャージランプ６が点灯する。反対に、相電圧が基準電圧Ｖｂよりも高くなると、電圧比較器１５１の出力がローレベルになって、チャージランプ６が消灯する。なお、抵抗１５４は、ＦＥＴ１５３の動作電圧を供給するために用いられる。
【００１５】
また、禁止回路１６は、電圧比較器１６１、遅延回路１６２、インバータ回路１６３によって構成されている。電圧比較器１６１は、Ｌ端子電圧がプラス側入力端子に印加されており、このＬ端子電圧がマイナス側入力端子に印加された所定の基準電圧Ｖｃよりも高いときに、出力をハイレベルにする。反対に、Ｌ端子電圧が基準電圧Ｖｃよりも低いときには電圧比較器１６１の出力がローレベルになる。遅延回路１６２は、電圧比較器１６１の出力端子が接続されており、この電圧比較器１６１から入力される信号を一定時間遅延する。インバータ回路１６３は、遅延回路１６２の出力の論理を反転し、この反転信号をチャージランプ駆動回路１５内のアンド回路１５２に向けて出力する。
【００１６】
Ｌ端子電圧が基準電圧Ｖｃよりも高い場合に、電圧比較器１６１の出力信号がハイレベルになり、この出力信号が遅延回路１６２を介してオア回路１７の一方の入力端子に入力されるため、他方の入力端子に出力信号が入力された界磁電流抑制回路１４の機能（界磁電流抑制機能）を解除することができる。また、このとき、遅延回路１６２の出力信号をインバータ回路１６３によって反転させたローレベルの信号がチャージランプ駆動回路１５内のアンド回路１５２の一方の入力端子に入力されるため、アンド回路１５２の出力信号がローレベルに固定される。これにより、界磁電流抑制機能が解除されている間は、Ｌ端子に高電圧が印加されてもＦＥＴ１５３を動作させないようにして、このＦＥＴ１５３に大きなダメージが加わることを防止している。
【００１７】
なお、上述した禁止回路１６内の電圧比較器１６１のマイナス側入力端子に印加される基準電圧Ｖｃは、車両用発電機２の出力電圧を制御するために用いられる調整電圧設定値よりも高い値（例えば２０Ｖ）に設定されている。また、この基準電圧Ｖｃは、整流装置２３を構成するツェナーダイオードの降伏電圧以上に設定されている。すなわち、正常動作時には、整流装置２３の降伏電圧以上の電圧は発生しないため、このような基準電圧Ｖｃを用いることにより、禁止回路１６を確実に機能させることが可能になる。
【００１８】
上述した電圧制御回路１３が電圧制御手段に、界磁電流抑制回路１４が界磁電流抑制手段に、禁止回路１６が禁止手段に、チャージランプ６が発電表示手段にそれぞれ対応する。
本実施形態の車両用発電制御装置１はこのような構成を有しており、次にその動作を説明する。
【００１９】
エンジンが停止中にキースイッチが投入されると、車両用発電機２は発電していないためチャージランプ駆動回路１５内の電圧比較器１５１の出力がハイレベルになる。また、このときＬ端子電圧は基準電圧Ｖｃよりも低いため、禁止回路１６は非動作状態となって、インバータ回路１６３からはハイレベルの信号が出力される。したがって、チャージランプ駆動回路１５内のアンド回路１５２の２つの入力端子に入力される信号がともにハイレベルになって、ＦＥＴ１５３がオン状態に駆動され、Ｌ端子とＩＧ端子の間に接続されたチャージランプ６が点灯する。
【００２０】
エンジンが始動し、車両用発電機２が発電を開始して、固定子巻線２１の１相電圧Ｖｐが基準電圧Ｖｂ以上になると、チャージランプ駆動回路１５内の電圧比較器１５１の出力がローレベルになるため、アンド回路１５２の出力もローレベルになる。したがって、アンド回路１５２の出力信号によって駆動されるＦＥＴ１５３がオフ状態になって、チャージランプ６が消灯する。また、車両用発電機２の出力電圧は、電圧制御回路１３によってＦＥＴ１１のオンオフ状態を制御して界磁巻線２２に流れる電流を調整することにより、所定の調整電圧設定値（例えば１４．５Ｖ）となるように制御される。
【００２１】
次に、車両用発電制御装置１による発電制御が安定している状態において電気負荷４が投入された場合の界磁電流制御回路１４の動作について説明する。
図２は、界磁電流制御機能が有効になったときの車両用発電制御装置１の各部の電圧あるいは信号波形を示す図である。また、図３は界磁電流制御機能が解除されたときの車両用発電制御装置１の各部の電圧あるいは信号波形を示す図である。
【００２２】
例えば、車両用発電機２が車両に搭載されて発電中であって、Ｆ端子の平均導通率が６０％で発電制御が安定状態にある場合には、界磁電流抑制回路１４の出力信号は、図２（ｂ）に示すように、７０％のデューティ比を有する信号を出力している。この状態において大きな電気負荷４が投入されると、図２（ａ）に示すように、車両用発電機２の出力電圧は、車両用発電機２のみでは電気負荷電流を供給することができないため、下限値ＶL 以下に低下してしまう。そのため、電圧制御回路１３の出力信号は、図２（ｅ）に示すように、ハイレベルを維持する。
【００２３】
このとき、界磁電流抑制回路１４からはデューティ比７０％の信号を出力するとともに、禁止回路１６の出力はローレベルを維持するため、オア回路１７からはデューティ比７０％の界磁電流抑制回路１４の出力信号がそのまま出力される。このため、アンド回路１８からは、このオア回路１７の出力信号が出力され、ＦＥＴ１１がデューティ比７０％で制御される。その後、界磁電流抑制回路１４は、図２（ｂ）に示すように、出力信号のデューティ比を７０％から徐々に増加させる。このとき、Ｌ端子電圧は基準電圧Ｖｃ以下であり、禁止回路１６の出力信号は、図２（ｃ）に示すように、ローレベルを維持する。
【００２４】
これにより、ＦＥＴ１１がオン制御される比率が徐々に増加して、界磁巻線２２に流れる電流が徐々に上昇し、図２（ａ）に示すように、車両用発電機２の出力電圧が次第に高くなる。したがって、電気負荷４が投入されたときは、ＦＥＴ１１の平均導通率が急激に上昇せずに徐々に上昇するため、エンジンに対して車両用発電機２の負荷（発電トルク）もゆっくり加えられることになり、急激な電気負荷４の投入によるエンジン振動の増加、失速を防止することができる。
【００２５】
上述したように、通常時においてＬ端子電圧は、基準電圧Ｖｃ以上にはならないため、禁止回路１６が働かず、出力信号がローレベルに固定され、界磁電流抑制回路１４による界磁電流抑制機能は解除されることはない。これに対して、Ｌ端子電圧を基準電圧Ｖｃ以上にすることにより、禁止回路１６の出力信号がハイレベルになるため（図３（ｃ））、オア回路１７の出力が常にハイレベルとなり（図３（ｄ））、界磁電流抑制機能が解除される。また、このとき、禁止回路１６内のインバータ回路１６３の出力がローレベルになるため、チャージランプ駆動回路１５内のアンド回路１５２の出力が常にローレベルになり、ＦＥＴ１５３がオフ状態を維持するため、チャージランプ６が点灯することはない。
【００２６】
このように、Ｌ端子に基準電圧Ｖｃ以上の電圧を印加することにより、確実に禁止回路１６を動作させて界磁電流抑制回路１４の動作を禁止することができるため、出荷検査や出力検査等において、正確かつ短時間に出力特性を判定することができる。特に、車両用発電機２の出力電圧の調整電圧設定値よりも高い基準電圧が設定されているため、通常の発電動作において誤って禁止回路１６が動作してしまうことを回避することができ、車両用発電機２の発電状態を維持しながら必要に応じて界磁電流の制限動作を解除することが可能になる。
【００２７】
また、禁止回路１６は、遅延回路１６２を備えることにより、Ｌ端子の電圧が、所定時間以上基準電圧Ｖｃ以上のときに、界磁電流抑制回路１４の動作を禁止するようになっており、これにより、電源ライン等に発生するノイズによって禁止回路１６が誤動作することを防止することができる。したがって、キースイッチ５投入時等のノイズの発生が多い場合であっても確実に界磁電流抑制を行うことが可能になる。
【００２８】
〔第２の実施形態〕
図４は、本発明を適用した第２の実施形態の車両用発電制御装置１Ａの構成を示す図であり、あわせてこの車両用発電制御装置１Ａと車両用発電機２やバッテリ３等との接続状態が示されている。本実施形態の車両用発電制御装置１Ａは、図１に示した車両用発電制御装置１に対して、Ｌ端子に接続された電源駆動回路３１が追加された点と、ＩＧ端子が廃止された点が異なっている。以下では、この相違点に着目して説明する。
【００２９】
電源駆動回路３１は、電圧比較器３１１、トランジスタ３１２、３１４、抵抗３１３、３１５、ツェナーダイオード３１６によって構成されている。電圧比較器３１１は、Ｌ端子電圧がプラス側入力端子に接続されており、この電圧がマイナス側入力端子に印加された所定の基準電圧Ｖｄよりも高いときに、出力をハイレベルにする。電圧比較器３１１の出力端子はトランジスタ３１２のベースに接続されており、電圧比較器３１１の出力がハイレベルになるとトランジスタ３１２がオン状態になって、これに伴って後段のトランジスタ３１４もオン状態になるため、抵抗３１５とツェナーダイオード３１６の直列回路に電流が流れる。以後、ツェナーダイオード３１６の両端電圧が抵抗１９および抵抗１５４のそれぞれを介してＦＥＴ１１、１５３の各ゲートに印加され、これらのオンオフ制御が有効になる。なお、車両用発電機２が発電を開始した後の車両用発電制御装置１Ａによる制御動作は、上述した第１の実施形態の車両用発電制御装置１の動作と同じである。
【００３０】
このように、ＩＧ端子が省略された場合であっても、出荷検査時等において、Ｌ端子電圧を基準電圧Ｖｃ以上に設定することにより、任意のタイミングで界磁電流抑制機能を解除することができる。また、車両用発電機２が車両に搭載された通常時には、大きな電気負荷４が投入された場合であっても、界磁電流抑制機能が解除されたり、チャージランプが点灯する等の誤動作を防止することができる。したがって、車両用発電機２の発電状態を維持しながら、必要に応じて界磁電流の制限動作を解除することができる。
【００３１】
〔第３の実施形態〕
図５は、本発明を適用した第３の実施形態の車両用発電制御装置１Ｂの構成を示す図であり、あわせてこの車両用発電制御装置１Ｂと車両用発電機２やバッテリ３等との接続状態が示されている。本実施形態の車両用発電制御装置１Ｂは、図１に示した車両用発電制御装置１に対して、禁止回路１６を禁止回路１６Ａに置き換えた点が異なっている。この禁止回路１６Ａは、禁止回路１６と同じ構成を有しており、電圧比較器１６１のプラス側入力端子にＩＧ端子が接続されている。本実施形態の車両用発電制御装置１Ｂでは、禁止回路１６Ａの動作条件が、Ｌ端子電圧からＩＧ端子電圧に変更されており、それ以外の構成および動作については図１に示した車両用発電制御装置１と同じである。したがって、出荷検査時等において、ＩＧ端子電圧を基準電圧Ｖｃ以上に設定することにより、任意のタイミングで界磁電流抑制機能を解除することができる。また、車両用発電機２が車両に搭載された通常時には、大きな電気負荷４が投入された場合であっても、界磁電流抑制機能が解除されたり、チャージランプが点灯する等の誤動作を防止することができる。したがって、車両用発電機２の発電状態を維持しながら、必要に応じて界磁電流の制限動作を解除することができる。
【００３２】
〔第４の実施形態〕
図６は、本発明を適用した第４の実施形態の車両用発電制御装置１Ｃの構成を示す図であり、あわせてこの車両用発電制御装置１Ｃと車両用発電機２やバッテリ３等との接続状態が示されている。本実施形態の車両用発電制御装置１Ｃは、図１に示した車両用発電制御装置１に対して、車両用発電機２の発電状態を検出する発電状態検出回路３２とこの検出結果を出力するＦＲ端子が追加された点と、禁止回路１６が禁止回路１６Ｂに、チャージランプ駆動回路１５がチャージランプ駆動回路１５Ａに置き換えられた点が異なっている。以下では、この相違点に着目して説明する。
【００３３】
禁止回路１６Ｂは、禁止回路１６と同じ構成を有しており、電圧比較器１６１のプラス側入力端子にＦＲ端子が接続されている。また、チャージランプ駆動回路１５Ａは、チャージランプ駆動回路１５に対してアンド回路１５２が省略された構成を有している。
【００３４】
また、発電状態検出回路３２は、アンド回路２２１およびＭＯＳ型のＦＥＴ２２２によって構成されている。アンド回路２２１は、一方の入力端子がアンド回路１８の出力端子に、他方の入力端子が禁止回路１６Ｂ内のインバータ回路１６３の出力端子にそれぞれ接続されている。アンド回路２２１の出力端子はＦＥＴ２２２のゲートに接続されている。このＦＥＴ２２２は、禁止回路１６Ｂ内のインバータ回路１６３の出力がハイレベルのときに、界磁巻線２２に流れる電流をオンオフ制御するＦＥＴ１１と同一動作を行う。
【００３５】
車両用発電機２が車両に搭載されて発電を行う通常動作時には、ＦＲ端子の電圧は基準電圧Ｖｃ以下であり、禁止回路１６Ｂは非動作の状態にある。このとき、禁止回路１６Ｂ内のインバータ回路１６３の出力はハイレベルに固定されるため、発電状態検出回路３２内のＦＥＴ２２２は、界磁電流を制御するＦＥＴ１１と同じオンオフ状態に制御され、ＦＲ端子からは車両用発電機２の発電状態を示す信号が出力される。一方、出荷検査時等において、ＦＲ端子電圧を基準電圧Ｖｃ以上に設定することにより、任意のタイミングで界磁電流抑制機能を解除することができる。特に、ＦＲ端子に基準電圧Ｖｃ以上の高電圧が印加されているときに、発電状態検出回路３２内のＦＥＴ２２２をオフ状態にすることにより、ＦＥＴ２２２に大きなダメージが加わることを防止することができる。
【００３６】
〔第５の実施形態〕
図７は、本発明を適用した第５の実施形態の車両用発電制御装置１Ｄの構成を示す図であり、あわせてこの車両用発電制御装置１Ｄと車両用発電機２やバッテリ３等との接続状態が示されている。本実施形態の車両用発電制御装置１Ｄは、図１に示した車両用発電制御装置１に対して、外部から送られてくる変更指示信号を受け取るＣ端子と、このＣ端子で受け取った変更指示信号に応じて車両用発電機２の発電特性を変更する発電特性変更回路３３が追加された点と、禁止回路１６が禁止回路１６Ｃに、チャージランプ駆動回路１５がチャージランプ駆動回路１５Ａに置き換えられた点が異なっている。以下では、この相違点に着目して説明する。
【００３７】
禁止回路１６Ｃは、禁止回路１６に対してインバータ回路１６３が省略された構成を有しており、電圧比較器１６１のプラス側入力端子にＣ端子が接続されている。また、チャージランプ駆動回路１５Ａは、チャージランプ駆動回路１５に対してアンド回路１５２が省略された構成を有している。
【００３８】
また、発電特性変更回路３３は、Ｃ端子に入力される変更指示信号を検知したときに、電圧制御回路１３および界磁電流抑制回路１４に対して発電特性変更信号を出力する。これにより、車両用発電機２の発電特性が変更される。
このように、通常時には、外部からＣ端子に変更指示信号を入力することにより、車両用発電機２の発電特性を変更することができる。一方、出荷検査時等において、Ｃ端子電圧を基準電圧Ｖｃ以上に設定することにより、任意のタイミングで界磁電流抑制機能を解除することができる。
【００３９】
〔第６の実施形態〕
図８は、本発明を適用した第６の実施形態の車両用発電制御装置１Ｅの構成を示す図であり、あわせてこの車両用発電制御装置１Ｅと車両用発電機２やバッテリ３等との接続状態が示されている。本実施形態の車両用発電制御装置１Ｅは、図１に示した車両用発電制御装置１に対して、バッテリ３の端子電圧を検出するＳ端子を追加した点と、禁止回路１６が禁止回路１６Ｄに、チャージランプ駆動回路１５がチャージランプ駆動回路１５Ａに、電圧制御回路１３が電圧制御回路１３Ａに置き換えられた点が異なっている。以下では、この相違点に着目して説明する。
【００４０】
禁止回路１６Ｄは、禁止回路１６に対してインバータ回路１６３が省略された構成を有しており、電圧比較器１６１のプラス側入力端子にＳ端子が接続されている。チャージランプ駆動回路１５Ａは、チャージランプ駆動回路１５に対してアンド回路１５２が省略された構成を有している。電圧制御回路１３Ａは、電圧制御回路１３と同じ構成を有しており、Ｓ端子電圧を抵抗１３１、１３２で分圧した電圧が電圧比較器１３３のマイナス側入力端子に印加されている。
【００４１】
車両用発電機２が車両に搭載されて発電を行う通常動作時には、Ｓ端子の電圧は基準電圧Ｖｃ以下であり、禁止回路１６Ｄは非動作の状態にある。このとき、電圧制御回路１３ＡによってこのＳ端子電圧が所定の調整電圧設定値に一致するようにＦＥＴ１１がオンオフ制御される。一方、出荷検査時等において、Ｓ端子電圧を基準電圧Ｖｃ以上に設定することにより、任意のタイミングで界磁電流抑制機能を解除することができる。
【００４２】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、界磁電流抑制回路１４に界磁電流の増加速度を抑制する機能を持たせたが、この機能に代えて、あるいはこの機能に加えて、例えばエンジン始動時の一定時間だけ発電を停止させて一定時間界磁電流を最小に設定する機能を持たせるようにしてもよい。また、上述した各実施形態では、Ｌ端子、ＩＧ端子、ＦＲ端子、Ｃ端子、Ｓ端子に基準電圧Ｖｃ以上の電圧を引加するようにしたが、外部に接続されるそれ以外の接続端子を利用するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態の車両用発電制御装置の構成を示す図である。
【図２】界磁電流制御機能が有効になったときの車両用発電制御装置の各部の電圧あるいは信号波形を示す図である。
【図３】界磁電流制御機能が解除されたときの車両用発電制御装置の各部の電圧あるいは信号波形を示す図である。
【図４】第２の実施形態の車両用発電制御装置の構成を示す図である。
【図５】第３の実施形態の車両用発電制御装置の構成を示す図である。
【図６】第４の実施形態の車両用発電制御装置の構成を示す図である。
【図７】第５の実施形態の車両用発電制御装置の構成を示す図である。
【図８】第６の実施形態の車両用発電制御装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１ 車両用発電制御装置
２ 車両用発電機
３ バッテリ
４ 電気負荷
５ キースイッチ
１１ ＦＥＴ
１２ 還流ダイオード
１３ 電圧制御回路
１４ 界磁電流抑制回路
１５ チャージランプ駆動回路
１６ 禁止回路
１７ オア回路
１８ アンド回路
２１ 固定子巻線
２２ 界磁巻線
２３ 整流装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、乗用車やトラック等に搭載される車両用発電機の発電状態を制御する車両用発電制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近の車両用発電制御装置の中には、アイドリング時のエンジン回転の安定化等を図るために、エンジン起動時に車両用発電機の発電量を抑制する機能を有するものがある。一方で、車両用発電機の出荷検査等において、正確かつ短時間で出力特性を測定しようとすると、上述した機能を一時的に解除する必要がある。このような要請に応えるものとしては、特開平６−３１１８００号公報に開示された「発電制御装置」が知られている。この発電制御装置は、車両用発電機あるいはバッテリの異常を運転者に知らせるチャージランプが接続されたＬ端子の電圧が所定電圧以下のときに、界磁電流制限回路による界磁電流の制限動作を解除する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、最近では、車両用発電機の高出力化等に伴う各部の温度上昇を抑えるために、様々な工夫がなされている。例えば、車両用発電制御装置においては、自己発熱を低減するために、車両用発電機の界磁コイルの電流を制御するスイッチング素子やチャージランプの点灯制御を行うスイッチング素子として、消費電力が少ないＭＯＳ型のＦＥＴを使用している。ところが、チャージランプをＭＯＳ型のＦＥＴで点灯制御する場合には、バイポーラ型のトランジスタを使用する場合に比べてＬ端子電圧が低くなって所定電圧以下になる場合も考えられ、界磁電流の制限動作が誤って解除されてしまうおそれがある。これにより、電気負荷投入時に一時的にチャージランプが点灯したときに、車両用発電機の発電トルクが急激に増加して、エンジン振動が増すとともに、最悪の場合には車両が失速するおそれもある。
【０００４】
また、最近では、車両に用いられている各種配線の接続を簡略化して、接続作業の煩わしさの回避や接続部を減らすことによる信頼性向上等を目的として、重要度の低い配線が廃止される傾向がある。車両用発電機の配線についても例外ではなく、特に、車両側のキースイッチが投入されたことを検出して車両用発電制御装置の動作状態を維持するために用いられるＩＧ線と、車両用発電機あるいはバッテリの異常を運転者に知らせるためにチャージランプに接続されるＬ線とを共用化する手法が一般的となっている。このため、上述した公報に開示された発電制御装置のように、出荷検査においてＬ端子電圧を所定電圧値以下に保つと、正常な発電制御状態を維持できなくなり、車両用発電機が発電不能になってしまう。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、車両用発電機の発電状態を維持しながら必要に応じて界磁電流の制限動作を解除することができる車両用発電制御装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明の車両用発電制御装置は、車両用発電機の界磁巻線に直列接続されたスイッチング手段と、車両用発電機の出力電圧あるいは車両用発電機に接続されるバッテリの端子電圧を所定の調整電圧設定値に制御する電圧制御手段と、スイッチング手段のオンオフ動作を制限することにより、界磁巻線に流れる電流を抑制する界磁電流抑制手段と、外部に接続される接続端子の電圧が、調整電圧設定値よりも大きな基準電圧以上のときに、界磁電流抑制手段の動作を禁止する禁止手段とを備えている。これにより、外部から接続端子に基準電圧以上の電圧を印加することにより、確実に禁止手段を動作させて界磁電流抑制手段の動作を禁止することができるため、出荷検査や出力検査等において、正確かつ短時間に出力特性を判定することができる。特に、車両用発電機の出力電圧あるいはバッテリの端子電圧の調整電圧設定値よりも高い基準電圧が設定されているため、通常の発電動作において誤って禁止手段が動作してしまうことを回避することができ、車両用発電機の発電状態を維持しながら必要に応じて界磁電流の制限動作を解除することが可能になる。
【０００７】
また、上述した禁止手段は、接続端子の電圧が、所定時間以上基準電圧以上のときに、界磁電流抑制手段の動作を禁止することが望ましい。これにより、電源ライン等に発生するノイズによって禁止手段が誤動作することを防止することができ、キースイッチ投入時等のノイズの発生が多い場合であっても確実に界磁電流抑制を行うことが可能になる。
【０００８】
また、上述した車両用交流発電機に含まれる整流装置がツェナーダイオードを用いて構成されている場合に、基準電圧は、ツェナーダイオードの降伏電圧以上に設定されていることが望ましい。車載用機器においてサージが発生した場合であっても、車両用発電機の整流装置によって降伏電圧以上のサージが吸収されるため、通常時において基準電圧以上の電圧が接続端子に印加されることはなく、禁止手段の誤動作を防止して確実に界磁電流抑制手段を動作させることができる。
【０００９】
具体的には、上述した接続端子は、外部の発電表示手段が接続された端子、電源電圧を生成する電源駆動手段に接続された端子、車両用発電機の発電状態を外部に出力する端子、車両用発電機の発電特性の変更信号が外部から入力される端子、バッテリの端子電圧を検出する端子のいずれかとすることが望ましい。これらの各端子は、バッテリやキースイッチあるいは外部制御装置（例えばエンジン制御装置）等に接続するために外部に開放されているため、出荷検査時等において高電圧を印加することが容易であり、特別な端子の追加等を行うことなく、界磁電流抑制手段の動作を禁止することが可能になる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した一実施形態の車両用発電制御装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。
〔第１の実施形態〕
図１は、本発明を適用した第１の実施形態の車両用発電制御装置の構成を示す図であり、あわせてこの車両用発電制御装置と車両用発電機やバッテリ等との接続状態が示されている。
【００１１】
図１において、車両用発電制御装置１は、車両用発電機２の出力電圧を所定範囲内に制御する。車両用発電機２は、固定子に含まれる３相の固定子巻線２１と、回転子に含まれる界磁巻線２２と、固定子巻線２１の三相出力を全波整流する整流装置２３とを含んで構成されている。この車両用発電機２の出力電圧の制御は、界磁巻線２２に通電する界磁電流を調整することにより行われる。車両用発電機２の出力電圧（Ｂ端子）はバッテリ３や電気負荷４に接続されており、車両用発電機２からこれらに対して電流が供給される。
【００１２】
次に、車両用発電制御装置１の詳細構成について説明する。図１に示すように、車両用発電制御装置１は、界磁巻線２２に直列に接続されて界磁電流を断続するスイッチング素子としてのＭＯＳ型のＦＥＴ１１と、界磁巻線２２に並列に接続されてＦＥＴ１１がオフ状態のときに界磁電流を還流させる還流ダイオード１２と、車両用発電機２のＢ端子に現れる出力電圧が所定の調整電圧設定値となるようにＦＥＴ１１のオンオフ状態を制御する電圧制御回路１３と、界磁巻線２２に流れる電流の増加速度を抑制する界磁電流抑制回路１４と、Ｌ端子とＩＧ端子の間に接続されたチャージランプ６を駆動するチャージランプ駆動回路１５と、界磁電流抑制回路１４による電流の増加速度の抑制動作を禁止する禁止回路１６と、界磁電流抑制回路１４と禁止回路１６の各出力の論理和を求めるオア回路１７と、このオア回路１７と電圧制御回路１３の各出力の論理積信号を求めてＦＥＴ１１のゲートに入力するアンド回路１８とを含んで構成されている。
【００１３】
上述した電圧制御回路１３は、抵抗１３１、１３２、電圧比較器１３３によって構成されている。２つの抵抗１３１、１３２によって、車両用発電機２のＢ端子の電圧を分圧する分圧回路が構成されており、分圧電圧が電圧比較器１３３のマイナス側入力端子に印加されている。電圧比較器１３３は、マイナス側入力端子に印加された分圧電圧と、プラス側入力端子に印加されている基準電圧Ｖref とを比較しており、車両用発電機２のＢ端子の電圧が所定の調整電圧設定値よりも低くなってこのＢ端子の電圧に連動する分圧電圧が基準電圧Ｖref よりも低くなったときに、出力をハイレベルにする。反対に、車両用発電機２のＢ端子の電圧が所定の調整電圧設定値よりも高くなってこのＢ端子の電圧に連動する分圧電圧が基準電圧Ｖref よりも高くなったときに、電圧比較器１３３の出力がローレベルになる。
【００１４】
また、チャージランプ駆動回路１５は、電圧比較器１５１、アンド回路１５２、ＭＯＳ型のＦＥＴ１５３、抵抗１５４によって構成されている。電圧比較器１５１は、固定子巻線２１のいずれかの相の一方端が接続されたＰ端子の電圧（相電圧）がマイナス側入力端子に印加されており、この相電圧がプラス側入力端子に印加された所定の基準電圧Ｖｂよりも低いときに、出力をハイレベルにする。電圧比較器１５１の出力端子はアンド回路１５２を介してＦＥＴ１５３のゲートに接続されており、電圧比較器１５１の出力がハイレベルになるとＦＥＴ１５３がオン状態になり、Ｌ端子とＩＧ端子との間に接続されたチャージランプ６が点灯する。反対に、相電圧が基準電圧Ｖｂよりも高くなると、電圧比較器１５１の出力がローレベルになって、チャージランプ６が消灯する。なお、抵抗１５４は、ＦＥＴ１５３の動作電圧を供給するために用いられる。
【００１５】
また、禁止回路１６は、電圧比較器１６１、遅延回路１６２、インバータ回路１６３によって構成されている。電圧比較器１６１は、Ｌ端子電圧がプラス側入力端子に印加されており、このＬ端子電圧がマイナス側入力端子に印加された所定の基準電圧Ｖｃよりも高いときに、出力をハイレベルにする。反対に、Ｌ端子電圧が基準電圧Ｖｃよりも低いときには電圧比較器１６１の出力がローレベルになる。遅延回路１６２は、電圧比較器１６１の出力端子が接続されており、この電圧比較器１６１から入力される信号を一定時間遅延する。インバータ回路１６３は、遅延回路１６２の出力の論理を反転し、この反転信号をチャージランプ駆動回路１５内のアンド回路１５２に向けて出力する。
【００１６】
Ｌ端子電圧が基準電圧Ｖｃよりも高い場合に、電圧比較器１６１の出力信号がハイレベルになり、この出力信号が遅延回路１６２を介してオア回路１７の一方の入力端子に入力されるため、他方の入力端子に出力信号が入力された界磁電流抑制回路１４の機能（界磁電流抑制機能）を解除することができる。また、このとき、遅延回路１６２の出力信号をインバータ回路１６３によって反転させたローレベルの信号がチャージランプ駆動回路１５内のアンド回路１５２の一方の入力端子に入力されるため、アンド回路１５２の出力信号がローレベルに固定される。これにより、界磁電流抑制機能が解除されている間は、Ｌ端子に高電圧が印加されてもＦＥＴ１５３を動作させないようにして、このＦＥＴ１５３に大きなダメージが加わることを防止している。
【００１７】
なお、上述した禁止回路１６内の電圧比較器１６１のマイナス側入力端子に印加される基準電圧Ｖｃは、車両用発電機２の出力電圧を制御するために用いられる調整電圧設定値よりも高い値（例えば２０Ｖ）に設定されている。また、この基準電圧Ｖｃは、整流装置２３を構成するツェナーダイオードの降伏電圧以上に設定されている。すなわち、正常動作時には、整流装置２３の降伏電圧以上の電圧は発生しないため、このような基準電圧Ｖｃを用いることにより、禁止回路１６を確実に機能させることが可能になる。
【００１８】
上述した電圧制御回路１３が電圧制御手段に、界磁電流抑制回路１４が界磁電流抑制手段に、禁止回路１６が禁止手段に、チャージランプ６が発電表示手段にそれぞれ対応する。
本実施形態の車両用発電制御装置１はこのような構成を有しており、次にその動作を説明する。
【００１９】
エンジンが停止中にキースイッチが投入されると、車両用発電機２は発電していないためチャージランプ駆動回路１５内の電圧比較器１５１の出力がハイレベルになる。また、このときＬ端子電圧は基準電圧Ｖｃよりも低いため、禁止回路１６は非動作状態となって、インバータ回路１６３からはハイレベルの信号が出力される。したがって、チャージランプ駆動回路１５内のアンド回路１５２の２つの入力端子に入力される信号がともにハイレベルになって、ＦＥＴ１５３がオン状態に駆動され、Ｌ端子とＩＧ端子の間に接続されたチャージランプ６が点灯する。
【００２０】
エンジンが始動し、車両用発電機２が発電を開始して、固定子巻線２１の１相電圧Ｖｐが基準電圧Ｖｂ以上になると、チャージランプ駆動回路１５内の電圧比較器１５１の出力がローレベルになるため、アンド回路１５２の出力もローレベルになる。したがって、アンド回路１５２の出力信号によって駆動されるＦＥＴ１５３がオフ状態になって、チャージランプ６が消灯する。また、車両用発電機２の出力電圧は、電圧制御回路１３によってＦＥＴ１１のオンオフ状態を制御して界磁巻線２２に流れる電流を調整することにより、所定の調整電圧設定値（例えば１４．５Ｖ）となるように制御される。
【００２１】
次に、車両用発電制御装置１による発電制御が安定している状態において電気負荷４が投入された場合の界磁電流制御回路１４の動作について説明する。
図２は、界磁電流制御機能が有効になったときの車両用発電制御装置１の各部の電圧あるいは信号波形を示す図である。また、図３は界磁電流制御機能が解除されたときの車両用発電制御装置１の各部の電圧あるいは信号波形を示す図である。
【００２２】
例えば、車両用発電機２が車両に搭載されて発電中であって、Ｆ端子の平均導通率が６０％で発電制御が安定状態にある場合には、界磁電流抑制回路１４の出力信号は、図２（ｂ）に示すように、７０％のデューティ比を有する信号を出力している。この状態において大きな電気負荷４が投入されると、図２（ａ）に示すように、車両用発電機２の出力電圧は、車両用発電機２のみでは電気負荷電流を供給することができないため、下限値ＶL 以下に低下してしまう。そのため、電圧制御回路１３の出力信号は、図２（ｅ）に示すように、ハイレベルを維持する。
【００２３】
このとき、界磁電流抑制回路１４からはデューティ比７０％の信号を出力するとともに、禁止回路１６の出力はローレベルを維持するため、オア回路１７からはデューティ比７０％の界磁電流抑制回路１４の出力信号がそのまま出力される。このため、アンド回路１８からは、このオア回路１７の出力信号が出力され、ＦＥＴ１１がデューティ比７０％で制御される。その後、界磁電流抑制回路１４は、図２（ｂ）に示すように、出力信号のデューティ比を７０％から徐々に増加させる。このとき、Ｌ端子電圧は基準電圧Ｖｃ以下であり、禁止回路１６の出力信号は、図２（ｃ）に示すように、ローレベルを維持する。
【００２４】
これにより、ＦＥＴ１１がオン制御される比率が徐々に増加して、界磁巻線２２に流れる電流が徐々に上昇し、図２（ａ）に示すように、車両用発電機２の出力電圧が次第に高くなる。したがって、電気負荷４が投入されたときは、ＦＥＴ１１の平均導通率が急激に上昇せずに徐々に上昇するため、エンジンに対して車両用発電機２の負荷（発電トルク）もゆっくり加えられることになり、急激な電気負荷４の投入によるエンジン振動の増加、失速を防止することができる。
【００２５】
上述したように、通常時においてＬ端子電圧は、基準電圧Ｖｃ以上にはならないため、禁止回路１６が働かず、出力信号がローレベルに固定され、界磁電流抑制回路１４による界磁電流抑制機能は解除されることはない。これに対して、Ｌ端子電圧を基準電圧Ｖｃ以上にすることにより、禁止回路１６の出力信号がハイレベルになるため（図３（ｃ））、オア回路１７の出力が常にハイレベルとなり（図３（ｄ））、界磁電流抑制機能が解除される。また、このとき、禁止回路１６内のインバータ回路１６３の出力がローレベルになるため、チャージランプ駆動回路１５内のアンド回路１５２の出力が常にローレベルになり、ＦＥＴ１５３がオフ状態を維持するため、チャージランプ６が点灯することはない。
【００２６】
このように、Ｌ端子に基準電圧Ｖｃ以上の電圧を印加することにより、確実に禁止回路１６を動作させて界磁電流抑制回路１４の動作を禁止することができるため、出荷検査や出力検査等において、正確かつ短時間に出力特性を判定することができる。特に、車両用発電機２の出力電圧の調整電圧設定値よりも高い基準電圧が設定されているため、通常の発電動作において誤って禁止回路１６が動作してしまうことを回避することができ、車両用発電機２の発電状態を維持しながら必要に応じて界磁電流の制限動作を解除することが可能になる。
【００２７】
また、禁止回路１６は、遅延回路１６２を備えることにより、Ｌ端子の電圧が、所定時間以上基準電圧Ｖｃ以上のときに、界磁電流抑制回路１４の動作を禁止するようになっており、これにより、電源ライン等に発生するノイズによって禁止回路１６が誤動作することを防止することができる。したがって、キースイッチ５投入時等のノイズの発生が多い場合であっても確実に界磁電流抑制を行うことが可能になる。
【００２８】
〔第２の実施形態〕
図４は、本発明を適用した第２の実施形態の車両用発電制御装置１Ａの構成を示す図であり、あわせてこの車両用発電制御装置１Ａと車両用発電機２やバッテリ３等との接続状態が示されている。本実施形態の車両用発電制御装置１Ａは、図１に示した車両用発電制御装置１に対して、Ｌ端子に接続された電源駆動回路３１が追加された点と、ＩＧ端子が廃止された点が異なっている。以下では、この相違点に着目して説明する。
【００２９】
電源駆動回路３１は、電圧比較器３１１、トランジスタ３１２、３１４、抵抗３１３、３１５、ツェナーダイオード３１６によって構成されている。電圧比較器３１１は、Ｌ端子電圧がプラス側入力端子に接続されており、この電圧がマイナス側入力端子に印加された所定の基準電圧Ｖｄよりも高いときに、出力をハイレベルにする。電圧比較器３１１の出力端子はトランジスタ３１２のベースに接続されており、電圧比較器３１１の出力がハイレベルになるとトランジスタ３１２がオン状態になって、これに伴って後段のトランジスタ３１４もオン状態になるため、抵抗３１５とツェナーダイオード３１６の直列回路に電流が流れる。以後、ツェナーダイオード３１６の両端電圧が抵抗１９および抵抗１５４のそれぞれを介してＦＥＴ１１、１５３の各ゲートに印加され、これらのオンオフ制御が有効になる。なお、車両用発電機２が発電を開始した後の車両用発電制御装置１Ａによる制御動作は、上述した第１の実施形態の車両用発電制御装置１の動作と同じである。
【００３０】
このように、ＩＧ端子が省略された場合であっても、出荷検査時等において、Ｌ端子電圧を基準電圧Ｖｃ以上に設定することにより、任意のタイミングで界磁電流抑制機能を解除することができる。また、車両用発電機２が車両に搭載された通常時には、大きな電気負荷４が投入された場合であっても、界磁電流抑制機能が解除されたり、チャージランプが点灯する等の誤動作を防止することができる。したがって、車両用発電機２の発電状態を維持しながら、必要に応じて界磁電流の制限動作を解除することができる。
【００３１】
〔第３の実施形態〕
図５は、本発明を適用した第３の実施形態の車両用発電制御装置１Ｂの構成を示す図であり、あわせてこの車両用発電制御装置１Ｂと車両用発電機２やバッテリ３等との接続状態が示されている。本実施形態の車両用発電制御装置１Ｂは、図１に示した車両用発電制御装置１に対して、禁止回路１６を禁止回路１６Ａに置き換えた点が異なっている。この禁止回路１６Ａは、禁止回路１６と同じ構成を有しており、電圧比較器１６１のプラス側入力端子にＩＧ端子が接続されている。本実施形態の車両用発電制御装置１Ｂでは、禁止回路１６Ａの動作条件が、Ｌ端子電圧からＩＧ端子電圧に変更されており、それ以外の構成および動作については図１に示した車両用発電制御装置１と同じである。したがって、出荷検査時等において、ＩＧ端子電圧を基準電圧Ｖｃ以上に設定することにより、任意のタイミングで界磁電流抑制機能を解除することができる。また、車両用発電機２が車両に搭載された通常時には、大きな電気負荷４が投入された場合であっても、界磁電流抑制機能が解除されたり、チャージランプが点灯する等の誤動作を防止することができる。したがって、車両用発電機２の発電状態を維持しながら、必要に応じて界磁電流の制限動作を解除することができる。
【００３２】
〔第４の実施形態〕
図６は、本発明を適用した第４の実施形態の車両用発電制御装置１Ｃの構成を示す図であり、あわせてこの車両用発電制御装置１Ｃと車両用発電機２やバッテリ３等との接続状態が示されている。本実施形態の車両用発電制御装置１Ｃは、図１に示した車両用発電制御装置１に対して、車両用発電機２の発電状態を検出する発電状態検出回路３２とこの検出結果を出力するＦＲ端子が追加された点と、禁止回路１６が禁止回路１６Ｂに、チャージランプ駆動回路１５がチャージランプ駆動回路１５Ａに置き換えられた点が異なっている。以下では、この相違点に着目して説明する。
【００３３】
禁止回路１６Ｂは、禁止回路１６と同じ構成を有しており、電圧比較器１６１のプラス側入力端子にＦＲ端子が接続されている。また、チャージランプ駆動回路１５Ａは、チャージランプ駆動回路１５に対してアンド回路１５２が省略された構成を有している。
【００３４】
また、発電状態検出回路３２は、アンド回路２２１およびＭＯＳ型のＦＥＴ２２２によって構成されている。アンド回路２２１は、一方の入力端子がアンド回路１８の出力端子に、他方の入力端子が禁止回路１６Ｂ内のインバータ回路１６３の出力端子にそれぞれ接続されている。アンド回路２２１の出力端子はＦＥＴ２２２のゲートに接続されている。このＦＥＴ２２２は、禁止回路１６Ｂ内のインバータ回路１６３の出力がハイレベルのときに、界磁巻線２２に流れる電流をオンオフ制御するＦＥＴ１１と同一動作を行う。
【００３５】
車両用発電機２が車両に搭載されて発電を行う通常動作時には、ＦＲ端子の電圧は基準電圧Ｖｃ以下であり、禁止回路１６Ｂは非動作の状態にある。このとき、禁止回路１６Ｂ内のインバータ回路１６３の出力はハイレベルに固定されるため、発電状態検出回路３２内のＦＥＴ２２２は、界磁電流を制御するＦＥＴ１１と同じオンオフ状態に制御され、ＦＲ端子からは車両用発電機２の発電状態を示す信号が出力される。一方、出荷検査時等において、ＦＲ端子電圧を基準電圧Ｖｃ以上に設定することにより、任意のタイミングで界磁電流抑制機能を解除することができる。特に、ＦＲ端子に基準電圧Ｖｃ以上の高電圧が印加されているときに、発電状態検出回路３２内のＦＥＴ２２２をオフ状態にすることにより、ＦＥＴ２２２に大きなダメージが加わることを防止することができる。
【００３６】
〔第５の実施形態〕
図７は、本発明を適用した第５の実施形態の車両用発電制御装置１Ｄの構成を示す図であり、あわせてこの車両用発電制御装置１Ｄと車両用発電機２やバッテリ３等との接続状態が示されている。本実施形態の車両用発電制御装置１Ｄは、図１に示した車両用発電制御装置１に対して、外部から送られてくる変更指示信号を受け取るＣ端子と、このＣ端子で受け取った変更指示信号に応じて車両用発電機２の発電特性を変更する発電特性変更回路３３が追加された点と、禁止回路１６が禁止回路１６Ｃに、チャージランプ駆動回路１５がチャージランプ駆動回路１５Ａに置き換えられた点が異なっている。以下では、この相違点に着目して説明する。
【００３７】
禁止回路１６Ｃは、禁止回路１６に対してインバータ回路１６３が省略された構成を有しており、電圧比較器１６１のプラス側入力端子にＣ端子が接続されている。また、チャージランプ駆動回路１５Ａは、チャージランプ駆動回路１５に対してアンド回路１５２が省略された構成を有している。
【００３８】
また、発電特性変更回路３３は、Ｃ端子に入力される変更指示信号を検知したときに、電圧制御回路１３および界磁電流抑制回路１４に対して発電特性変更信号を出力する。これにより、車両用発電機２の発電特性が変更される。
このように、通常時には、外部からＣ端子に変更指示信号を入力することにより、車両用発電機２の発電特性を変更することができる。一方、出荷検査時等において、Ｃ端子電圧を基準電圧Ｖｃ以上に設定することにより、任意のタイミングで界磁電流抑制機能を解除することができる。
【００３９】
〔第６の実施形態〕
図８は、本発明を適用した第６の実施形態の車両用発電制御装置１Ｅの構成を示す図であり、あわせてこの車両用発電制御装置１Ｅと車両用発電機２やバッテリ３等との接続状態が示されている。本実施形態の車両用発電制御装置１Ｅは、図１に示した車両用発電制御装置１に対して、バッテリ３の端子電圧を検出するＳ端子を追加した点と、禁止回路１６が禁止回路１６Ｄに、チャージランプ駆動回路１５がチャージランプ駆動回路１５Ａに、電圧制御回路１３が電圧制御回路１３Ａに置き換えられた点が異なっている。以下では、この相違点に着目して説明する。
【００４０】
禁止回路１６Ｄは、禁止回路１６に対してインバータ回路１６３が省略された構成を有しており、電圧比較器１６１のプラス側入力端子にＳ端子が接続されている。チャージランプ駆動回路１５Ａは、チャージランプ駆動回路１５に対してアンド回路１５２が省略された構成を有している。電圧制御回路１３Ａは、電圧制御回路１３と同じ構成を有しており、Ｓ端子電圧を抵抗１３１、１３２で分圧した電圧が電圧比較器１３３のマイナス側入力端子に印加されている。
【００４１】
車両用発電機２が車両に搭載されて発電を行う通常動作時には、Ｓ端子の電圧は基準電圧Ｖｃ以下であり、禁止回路１６Ｄは非動作の状態にある。このとき、電圧制御回路１３ＡによってこのＳ端子電圧が所定の調整電圧設定値に一致するようにＦＥＴ１１がオンオフ制御される。一方、出荷検査時等において、Ｓ端子電圧を基準電圧Ｖｃ以上に設定することにより、任意のタイミングで界磁電流抑制機能を解除することができる。
【００４２】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、界磁電流抑制回路１４に界磁電流の増加速度を抑制する機能を持たせたが、この機能に代えて、あるいはこの機能に加えて、例えばエンジン始動時の一定時間だけ発電を停止させて一定時間界磁電流を最小に設定する機能を持たせるようにしてもよい。また、上述した各実施形態では、Ｌ端子、ＩＧ端子、ＦＲ端子、Ｃ端子、Ｓ端子に基準電圧Ｖｃ以上の電圧を引加するようにしたが、外部に接続されるそれ以外の接続端子を利用するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態の車両用発電制御装置の構成を示す図である。
【図２】界磁電流制御機能が有効になったときの車両用発電制御装置の各部の電圧あるいは信号波形を示す図である。
【図３】界磁電流制御機能が解除されたときの車両用発電制御装置の各部の電圧あるいは信号波形を示す図である。
【図４】第２の実施形態の車両用発電制御装置の構成を示す図である。
【図５】第３の実施形態の車両用発電制御装置の構成を示す図である。
【図６】第４の実施形態の車両用発電制御装置の構成を示す図である。
【図７】第５の実施形態の車両用発電制御装置の構成を示す図である。
【図８】第６の実施形態の車両用発電制御装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１ 車両用発電制御装置
２ 車両用発電機
３ バッテリ
４ 電気負荷
５ キースイッチ
１１ ＦＥＴ
１２ 還流ダイオード
１３ 電圧制御回路
１４ 界磁電流抑制回路
１５ チャージランプ駆動回路
１６ 禁止回路
１７ オア回路
１８ アンド回路
２１ 固定子巻線
２２ 界磁巻線
２３ 整流装置
Claims (8)
- 車両用発電機の界磁巻線に直列接続されたスイッチング手段と、
前記車両用発電機の出力電圧あるいは前記車両用発電機に接続されるバッテリの端子電圧を所定の調整電圧設定値に制御する電圧制御手段と、
前記スイッチング手段のオンオフ動作を制限することにより、前記界磁巻線に流れる電流を抑制する界磁電流抑制手段と、
外部に接続される接続端子の電圧が、前記調整電圧設定値よりも大きな基準電圧以上のときに、前記界磁電流抑制手段の動作を禁止する禁止手段と、
を備えることを特徴とする車両用発電制御装置。 - 請求項１において、
前記禁止手段は、前記接続端子の電圧が、所定時間以上前記基準電圧以上のときに、前記界磁電流抑制手段の動作を禁止することを特徴とする車両用発電制御装置。 - 請求項１または２において、
前記車両用交流発電機に含まれる整流装置がツェナーダイオードを用いて構成されている場合に、前記基準電圧は、前記ツェナーダイオードの降伏電圧以上に設定されていることを特徴とする車両用発電制御装置。 - 請求項１〜３のいずれかにおいて、
前記接続端子は、外部の発電表示手段が接続された端子であることを特徴とする車両用発電制御装置。 - 請求項１〜３のいずれかにおいて、
前記接続端子は、電源電圧を生成する電源駆動手段に接続された端子であることを特徴とする車両用発電制御装置。 - 請求項１〜３のいずれかにおいて、
前記接続端子は、前記車両用発電機の発電状態を外部に出力する端子であることを特徴とする車両用発電制御装置。 - 請求項１〜３のいずれかにおいて、
前記接続端子は、前記車両用発電機の発電特性の変更信号が外部から入力される端子であることを特徴とする車両用発電制御装置。 - 請求項１〜３のいずれかにおいて、
前記接続端子は、前記バッテリの端子電圧を検出する端子であることを特徴とする車両用発電制御装置。
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