JP5783986B2 - 灯火器用電圧制御装置 - Google Patents
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Description
上記誤差は、消費電力が大きい灯火器の使用時より消費電力の小さい灯火器の使用時に顕著に現れるため、ヘッドライト(主灯火器)とポジションライト(副灯火器)を手元のスイッチで切り換える二輪車等に搭載される灯火器を制御回路で制御する場合、消費電力が小さいポジションライト使用時に生成される実効値の方が真の実効値に対して大きく乖離し易い。
前記制御回路部(150)は、RC積分回路を有して構成され前記灯火器の端子電圧から実効値を演算する実効値演算回路部(120)と、前記スイッチング回路部にオン信号を出力するものであって、前記実効値が高い時はオン時間を短く、実効値が低い時はオン時間を長くなるように調整する調整器とを備える。
前記実効値演算回路部(120)は、前記RC積分回路を構成するコンデンサ(123)に並列に接続される抵抗(132)と、該抵抗に対して並列接続しオン・オフ制御されるスイッチング素子(Q3)とを有し、該スイッチング素子(Q3)のオン状態により前記抵抗(132)をバイパスして回路抵抗値の切り換え行なうことで実効値(絶対値)を高く演算する実効値定数切換回路(130)と、前記副灯火器が灯火している時に前記スイッチング素子(Q3)をオン状態にするオン信号を出力する点灯灯火器検出回路部(140)とを備える。
前記点灯灯火器検出回路部(140)は、
前記灯火器(114)への入力電圧から第2実効値を演算するRC積分回路を有して構成される第2実効値演算部(148)と、
基準電圧を出力する基準電圧生成部(149)と、
前記第2実効値演算部(148)で演算された第2実効値と前記基準電圧を比較し、前記第2実効値が高い場合に前記スイッチング素子(Q3)をオン状態にする駆動信号を出力する第2の比較器(145)とを備え、
前記基準電圧は、主灯火器点灯時の実効電圧の最大値よりも大きい値であって、前記副灯火器点灯時の実効電圧の最大値以下に設定して成る
ことを特徴としている。
前記制御回路部(150)は、前記交流発電機(101)から供給される電圧から三角波を生成する三角波生成回路部(113)を備え、
前記調整器は、前記三角波と前記実効値とを比較し、前記三角波の電圧が高い時に前記スイッチング回路部(116)にオン信号を出力する比較器(117)を備えた
ことを特徴としている。
自動二輪車1の車体フレーム2は、ヘッドパイプ13から車体後方に延びるメインフレーム3と、ヘッドパイプ13から下方に延びるエンジンハンガ33と、メインフレーム3の湾曲部から車体後方上方に延びる左右一対のリヤフレーム21と、メインフレーム3に連結されてリヤフレーム21を下方から支持する左右一対のリヤステー37とを備える。
充電用回路は、エンジンに同期して回転する交流発電機101からの出力電圧をダイオード102により正の半波電圧に整流し、三角波生成回路103で三角波を生成し、この三角波とバッテリ104に供給される電圧から演算される実効値電圧とを比較器105で比較し、充電用サイリスタ(充電用SCR)106のオン制御によりバッテリ104への充電を行う回路である。充電用サイリスタ106には、バッテリ104に過電圧が供給されないように、定電圧ダイオード107で決まる電圧値を超える電圧がバッテリ104に印加した場合に、トランジスタ108,トランジスタ109がオン状態となってバイパス用のサイリスタ110が導通する過電圧防止回路111が接続されている。ダイオード102のアノード側には、三角波生成回路103で三角波を生成する際に使用する正の基準パルスを生成する基準電圧生成回路119aが接続されている。
ダイオード112のカソード側には、三角波生成回路113で三角波を生成する際に使用する負の基準パルスを生成する基準電圧生成回路119bが接続されている。
すなわち、ランプ制御用サイリスタ(ランプ用SCR)118は、灯火器の電圧実効値(絶対値)より三角波の電圧が高い時に生成されるランプ用SCRの駆動パルスにより導通し、灯火器114側に交流発電機101からの交流波形における負の電圧がランプ制御用サイリスタ118の導通時間に応じて供給される。
また、ランプ制御用サイリスタ118は、交流発電機101から正の電圧が供給された時点でターンオフし、交流発電機101から負の電圧が供給される状態で次のランプ用SCRの駆動パルスがゲートに印加されるまではオフ状態が維持される。
すなわち、実効値定数切換回路130は、コンデンサ123に対して並列に接続される回路であり、直列接続された抵抗131及び抵抗132と、抵抗132に並列接続されたノイズ除去用のコンデンサ133と、抵抗132に対してエミッタ−コレクタ間がバイパス回路となるよう接続されたトランジスタQ3とから構成されている。
トランジスタQ3のゲートには、点灯灯火器検出回路部140からの出力電圧が印加することで、トランジスタQ3のオン・オフ制御が行われるように構成されている。
すなわち、点灯灯火器検出回路部140は、灯火器114(ランプ負荷)に対して負電圧を検出するためのダイオード141を介して接続された抵抗142と、この抵抗142に一端が接続され他端を接地したコンデンサ143とを備え、コンデンサ143の端子電圧が抵抗144を介して第2の比較器145の一方の端子に演算実効値を入力するRC積分回路(第2実効値演算部148)から構成されている。コンデンサ143には、抵抗146が並列に接続され、抵抗142のダイオード141のアノード側はコンデンサ147を介して接地されている。
第2の比較器145の他方の端子には、基準電圧生成部149からの予め一定値に設定された基準電圧が入力され、第2の比較器145では、この基準電圧と演算された第2実効値電圧とを比較し第2実効値電圧の方が大きい場合に、ポジションライト114bが点灯していると判断してトランジスタQ3をオン状態とする信号が出力される。
灯火器(ランプ)114を点灯させるに際してのヘッドライト114aとポジションライト114bの選択は、スイッチ手段115により切り換える。ヘッドライト114a又はポジションライト114bの点灯中は、ランプ制御用サイリスタ118の導通時にのみ交流発電機101から印加される負電圧に対する実効値電圧が実効値演算回路部120により演算されて比較器117にフィードバック制御されるが、CR積分回路のみで実効値演算回路部120が構成されている場合は、実効値演算結果が入力波形の形状の影響を受け易く、灯火器側の負荷が大幅に変動する場合には、灯火器114に供給される交流発電機101による実効電圧が大きく変動してしまう。
実際には、ポジションライト114bへの供給電圧に合わせてランプ制御用サイリスタ118の導通時間を調整するように実効値演算回路部120の抵抗値等を調整して実効値電圧の演算を行うようにすると、ヘッドライト114aへ供給される実効電圧が低くなり、夜間走行に適した照度が得られない場合がある。
逆に、ヘッドライト114aへの供給電圧に合わせてランプ制御用サイリスタ118の導通時間を調整するように実効値演算回路部120の抵抗値等を調整して実効値電圧の演算を行うようにすると、ポジションライト114bへ供給される実効電圧が高くなり、電球寿命が短くなるという不都合が発生する。
すなわち、ヘッドライト点灯中においては、トランジスタQ3をオフ状態とすることで、コンデンサ123、抵抗122、抵抗131及び抵抗132、コンデンサ133に基づいて演算される実効値電圧VH(図6)が比較器117に出力される。この状態(トランジスタQ3オフ状態)でポジションライトを点灯させた場合、ランプ負荷の減少のため演算される実効値電圧VP1(図6)は、実効値電圧VHより絶対値が低い値となって比較器117に出力され、オン時間が長い駆動パルスとなる。したがって、この状態では、ポジションライトに印加される実効電圧が高くなる。
そして、実効値演算回路部120で演算される実効値電圧VP2について、トランジスタQ3がオフ状態の時(ヘッドライト点灯時)の実効値電圧VHと略同一となるように、実効値定数切換回路130を構成する抵抗131、抵抗132及びコンデンサ133の値を調整して設定することで、ヘッドライト点灯時とポジションライト点灯時における電力特性曲線をほぼ同じにすることが可能となる。
基準電圧生成部149で予め設定される基準電圧は、例えば、ポジションライト点灯時における交流発電機101の回転数(エンジン回転数)が2000回転時に得られる実効値電圧の値(図5(b)のグラフで15V程度)に設定しておく。すなわち、基準電圧は、エンジンの回転数がアイドル回転数よりも大きい場合のポジションライト点灯時の実効値に設定されている。
また、基準電圧は、ポジションライト点灯を検知するために、ヘッドライト点灯時の実効電圧の最大値(図5(b)のグラフで14V程度)よりも大きい値であって、ポジションライト点灯時の実効電圧の最大値(図5(a)のグラフで16V程度)以下に設定する必要がある。
第2の比較器145では、この基準電圧と、抵抗142及びコンデンサ143等で構成されるRC積分回路(第2実効値演算部148)で演算された第2の実効値電圧とを比較し、第2の実効値電圧が基準電圧より高い場合にトランジスタQ3をオン状態にする信号が出力される。
また、基準電圧は、ヘッドライト点灯時の実効電圧の最大値(図5(b)のグラフで14V程度)よりも大きい値(15V)に設定されているので、ヘッドライト点灯時においては、第2の比較器145では必ず基準電圧の方が演算された実効電圧より高くなるので、トランジスタQ3がオン状態となることはなく、交流発電機101の回転数(エンジン回転数)に関わらずトランジスタQ3がオフ状態でヘッドライト点灯中における第1の実効値電圧が演算される(実効値定数切換回路130により絶対値が高めに演算されることはない)。
Claims (6)
- 交流発電機(101)と、前記交流発電機から供給される電圧によって灯火する主灯火器及び該主灯火器より負荷の小さい副灯火器を有する灯火器(114)と、前記主灯火器と副灯火器の一方に選択的に前記交流発電機の電力が供給されるように切り換えるスイッチ手段(115)と、前記交流発電機と前記灯火器との結線のオン・オフを切り換えるスイッチング回路部(116)と、前記スイッチング回路部(116)にオン信号を出力することで前記交流発電機から前記灯火器に流れる電流を制御する制御回路部(150)とを備えた灯火器用電圧制御回路において、
前記制御回路部(150)は、
RC積分回路を有して構成され前記灯火器の端子電圧から実効値を演算する実効値演算回路部(120)と、
前記スイッチング回路部に前記オン信号を出力するものであって、前記実効値が高い時はオン時間を短く、実効値が低い時はオン時間を長くなるように調整する調整器とを備え、
前記実効値演算回路部(120)は、
前記RC積分回路を構成するコンデンサ(123)に並列に接続される抵抗(132)と、該抵抗に対して並列接続しオン・オフ制御されるスイッチング素子(Q3)とを有し、該スイッチング素子(Q3)のオン状態により前記抵抗(132)をバイパスして回路抵抗値の切り換え行なうことで実効値(絶対値)を高く演算する実効値定数切換回路(130)と、
前記副灯火器が灯火している時に前記スイッチング素子(Q3)をオン状態にする駆動信号を出力する点灯灯火器検出回路部(140)と
を備えて成ることを特徴とする灯火器用電圧制御装置。 - 前記実効値定数切換回路(130)は、前記主灯火器点灯時と前記副灯火器点灯時のそれぞれにおいて、前記実効値演算回路部(120)が出力する実効値が略同一となるように、実効値定数切換回路(130)の前記抵抗値が設定される請求項1に記載の灯火器用電圧制御装置。
- 前記点灯灯火器検出回路部(140)は、
前記灯火器(114)への入力電圧から第2の実効値を演算するRC積分回路を有して構成される第2実効値演算部(148)と、
基準電圧を出力する基準電圧生成部(149)と、
前記第2実効値演算部(148)で演算された第2実効値と前記基準電圧を比較し、前記第2実効値が高い場合に前記スイッチング素子(Q3)をオン状態にする駆動信号を出力する第2の比較器(145)とを備え、
前記基準電圧は、前記主灯火器点灯時の実効電圧の最大値よりも大きい値であって、前記副灯火器点灯時の実効電圧の最大値以下に設定して成る
請求項1又は請求項2に記載の灯火器用電圧制御装置。 - 前記交流発電機(101)は、エンジンの回転に同期して回転し、
前記基準電圧は、前記エンジンの回転数がアイドル回転数よりも大きく、且つ、近傍の回転数の時の前記副灯火器点灯時の実効値に設定される
請求項3に記載の灯火器用電圧制御装置。 - 前記エンジンは、車両に搭載されるエンジンであって、前記主灯火器及び副灯火器は、前記車両のヘッドライト(114a)及びポジションライト(114b)である請求項4に記載された灯火器用電圧制御装置。
- 前記制御回路部(150)は、前記交流発電機(101)から供給される電圧から三角波を生成する三角波生成回路部(113)を備え、
前記調整器は、前記三角波と前記実効値とを比較し、前記三角波の電圧が高い時に前記スイッチング回路部(116)にオン信号を出力する比較器(117)を備えた
請求項1乃至請求項5のいずれかに記載された灯火器用電圧制御装置。
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