JPH01198233A - 車両の充電制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、車両の充電制御装置において、発電機の発電
状態を制御する制御装置の外部端子を減らすことに関す
るものである。

〔従来の技術〕

現在、車両用充電制御システムとして、第２図および第
４図に示す如く、小型低コストを狙ったシステムＩと、
バッテリ電圧を正確に制御するためのシステム■が考え
られている。

つまり、システム！　（第２図）においては、発電機の
発電量を制御する制御装置２におけるバッテリ電圧の状
態を検出する端子ＴＩは、直接バッテリ３に接続されて
いる。そして、制御装置２の制御電圧は、通常の車両の
バッテリにおける制御電圧である第１の制御電圧１４．
５（Ｖ）に設定され、端子Ｔ１で検出した電圧が１４．
５（Ｖ）以上の時は、発電機１の発電量を減らし、一方
、１４゜５〔７１未満の時は、発電機１の発電量を増す
ことで、バッテリ電圧を所定値（１４，５（Ｖ））に制
御する。

また、システム■（第４図）においては、各種センサ（
例えば比重センサ、バッテリの液温、負荷等）からの信
号を入力し、上記センサの情報に基づいて外部制御装置
（ＥＣＵ）６により、適正なバッテリ電圧を演算した後
、Ｔ２端子により充電制御装置に信号を送り、バッテリ
電圧を上記ＥＣＵにて得た適正な電圧に制御しようとす
るものである。このものでは、ＥＣＵ６から出力するバ
ッテリ電圧の状態を知るＴ２端子電圧は、ＥＣＵ自体の
電圧源をバッテリ３から得ているため、１４．５■の制
御電圧とはできず、必然的にバッテリの最低電圧（例え
ばＩＯＶ程度）以下の電圧に設定する必要がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上述したシステム■、システム■を１つの制
御装置で共通使用としようとする場合、制御装置には、
最低２つのバッテリ電圧の状態を入力する入力端子Ｔ、
、Ｔ、が必要である。つまり、システム■を適用した場
合には、制御装置の一方の入力端子Ｔ１に、バッテリ電
圧を供給し、バッテリの電圧を検出する必要があり、入
力端子Ｔ＋　は、第１の制御電圧１４．５（Ｖ）以上か
否かを検出するために必要である。

また、システム■を適用した場合には、ＥＣＵ６からの
出力信号が数〔Ｖ〕であり、かつＥＣＵ６からの出力を
入力するために、制御装置の他方の入力端子Ｔ２は、第
２の制御電圧数（Ｖ）以上か否かを検出するために必要
である。

従って、上述のものでは、制御装置２に最低２つの入力
端子Ｔ、、Ｔ２が必要であった。

一方、制御装置の入力端子を１つとして、システムＩ、
システム■を適用しようとする場合には、システムＨに
おけるＥＣＵ６の出力信号を１４．５（Ｖ）まで上げる
必要があり、ＥＣＵＢ内に昇圧のためのＤＣ−ＤＣコン
バータが必要となり、ＥＣＵが大型となってしまうとい
う問題点がある。

また、制御装置の入力端子Ｔ、、Ｔ、の接続線が外れた
ことを検出し警報する機能を備えた充電制御装置では、
システム■、システム■を組んだとき、それぞれＴＩ端
子外れ、Ｔ、端子外れ警報が作動してしまう不具合があ
った。

そこで、本発明は制御装置内の簡単な変更のみで、制御
装置のバッテリ電圧の状態を知る入力端子を１つとする
ことを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明の充電制御装置にお
いては、車両の発電機と、 この発電機の出力により、充電されるバッテリと、 前記発電機の発電量を制御すると共に、前記バッテリの
電圧の状態を検出する端子を有する制御装置とを備え、 前記制御装置は、前記端子に検出される電圧が、通常の
前記バッテリ電圧である第１の制御電圧と、前記バッテ
リの最低電圧よりも低い第２の制御電圧との間の時に、
前記発電機の発電量を増加するようにしたことを特徴と
する車両の充電制御装置を提供するものである。

〔作用〕

上述の如く、第２の制御電圧と第１の制御電圧との間の
時に、発電機の発電量を増すようにしたことで、バッテ
リの電圧の状態を知る１つの端子に、バッテリを直に接
続した場合、バッテリ状態検出手段を接続した場合にも
、上記端子からバッテリの電圧状態を検出し、発電機の
発電量を制御することができる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明においては、充電側′４１■
装置内に第１、第２の制御電圧を設定することで、簡単
な構成で、バッテリもしくはバッテリ状態検出手段を接
続するにかかわらず、バッテリの電圧の状態を知る端子
を１つのみとすることができるという優れた効果がある
。

〔実施例〕

以下、本発明を図に示す実施例について説明する。第１
図において、１は車両の交流発電機であり、三相の電機
子コイル１ａ、整流器１ｂ、界磁コイルＩＣを有してい
る。２は電圧制御装置、３はバッテリ、４はキースイッ
チ、５はランプである。

次に、電圧制御装置２について説明する。この装置２内
には、界磁コイルＩＣの電流を制御する界磁電流制御用
トランジスタｌＯ、ランプ５を駆動する警報用ランプ制
御用トランジスタ１１を備えると共に、ランプ５に接続
されるし端子、キースイッチ４に接続されているＩＧ端
子およびバッテリ３の電圧状態を検出するＴ端子を有し
ている。

そして、■Ｇ端子には、基準電圧を得るための基準電圧
用定電圧ダイオード１３と、この定電圧ダイオード１３
と並列に第１の抵抗１４ａないし第４の抵抗１４ｄの４
つの抵抗からなる抵抗群１４とが接続されている。また
、Ｔ端子には、第５の抵抗１５ａと第６の抵抗１５ｂと
からなる抵抗群１５が接続されている。

第１の比較器１６は、非反転入力が第１の抵抗１４ａと
第２の抵抗１４ｂとの接続点ａに接続され、第１の基準
電圧■１が印加されており、反転入力は第５の抵抗１５
ａと第６の抵抗１５ｂとの接続点ｄに接続されている。

第２の比較器１７は、非反転入力が上記接続点に、反転
入力が第２の抵抗１４ｂと第３の抵抗１４ｃとの接続点
すに接続され、第２の基準電圧■２が印加されている。

この第２の基準電圧■２は、通常、バッテリ３が低下し
てしまう最低電圧よりも、小さく設定する必要がある。

第３の比較器１８は、非反転入力が第３の抵抗１４ｃと
第４の抵抗１４ｄとの接続点Ｃに接続され、第３の基準
電圧■３が印加され、反転入力は、上記接続点ｄに接続
されている。また、この比較器１８の出力端が、警報用
ランプ制御用トランジスタ１１のベースに接続されてい
る。

ＡＮＤ回路１９は、入力端に、第１、第２の比較器１６
．１７の出力端が接続され、また、ＡＮＤ回路１９の出
力端は、界磁電流制御用トランジスタ１０のベースに接
続されている。

次に、上記構成の充電制御装置２を第２図に示すシステ
ム■に適用した場合について、充電１１制御装置２の作
動を説明する。このシステムＩについては、端子Ｔを直
接バッテリ３に接続するもので、接続点ｄには、バッテ
リ電圧による高電圧が印加されるため、第２の比較器１
７は常にＨｉｇｈレベルを出力し、一方、第３の比較器
１８は常にＬｏｗレベルを出力する。

そして、接続点ｄにおける分圧および第１の基準電圧■
１は、バッテリ３の電圧が、第１の制御電圧ＶＡ　（１
４，５（Ｖ））以上であれば、第１の比較器１６の出力
がＬＯＷレベル、１４．５（Ｖ：１未満であれば、第１
の比較器１６の出力がＨｉｇｈレベルとなるように設定
している。そのため、第３図に示す如く、第１の比較器
１６の出力に応じてＡＮＤ回路１９の出力は、界磁電流
制御用トランジスタ１０を、時間Ｌ＋　　ｔｚの間が遮
断、時間ｔｚ　　Ｌ３の間が導通ずることで、バッテリ
３の電圧■１ｌＡＴアを第１の制御電圧ＶＡ　（１４，
５（Ｖ’）　）に制御するようにする。

次に、充電制御装置２を、第４図に示すシステム■に適
用した場合について、充電制御装置２の作動を説明する
。このシステムＨについては、端子Ｔにバッテリ状態検
出装置６（マイクロコンピュータ７、Ａ／Ｄ変換回路８
から構成される）が接続されるものである。

そして、このバッテリ状態検出装置６および各種センサ
Ｓ１〜Ｓ５について、第５図に示す如く説明する。まず
、Ｓｌは負荷状態を検出してそれに応じた負荷モードを
設定する負荷モードセンサで、本例ではエンジン始動後
の代表的な負荷とし゛て近距離用ヘッドランプが点灯し
た状態１．および遠距離用ヘッドランプが点灯した状態
を検出するようにしたものである。Ｓ２はバッテリ３の
充電量に相関を有するバッテリ電解液の比重を検出して
比重信号を発生する比重センサで、フロート式等の公知
の比重センサから成り、バッテリ電解液中に配置して約
１．１８〜！、３０の範囲の比重を連続的または段階的
に検出するものである。Ｓ３はバッテリ３の充電特性に
相関を有するバッテリ電解液または電解板の温度を検出
して温度信号を発生する温度センサで、サーミスタや感
温トランジスタ等の感温素子をバッテリ電解液中または
バッテリ本体に配置しである。

Ｓ４は第１電圧センサで、バッテリ３の充電電圧および
発電機１の発電電圧を入力とし、第１の出力として、通
常時には充電電圧に応じたバッテリ充電電圧信号■８を
発生し、他方、電力供給源ｌｌまたは電圧検出器ｉ！、
２の断線時や端子外れ時には、バッテリ充電電圧信号■
つの代わりに発電電圧に応じ発電電圧信号■７を発生す
るようにし、発電機１が無制限になるのを保護するよう
にしである。Ｓ５は第２電圧センサで、発電機１が正常
に発電動作を行っているかどうかを監視するものであり
、ここでは発電機１の中性点電圧が所定値に達したか否
かを検・出して中性点電圧信号■Ｎを発生するようにし
であるが、これらに限らずエンジンの回転数を検出した
り、または電機子コイル１αの１つより検出するように
してもよい。

７は電子的演算手段をなすマイクロコンピュータで、各
センサからの信号を受けて予め定めた制御プログラムに
従ってソフトウェアのデジタル演算処理を実行するシン
グルチップタイプから成り、数ＭＨｚの水晶振動子７ａ
を接続するとともに、車載バッテリ３より安定化電源回
路（図示せず）を通して５■の安定化電圧の供給を受け
て作動状態となり、各センサＳ１〜Ｓ５からの信号に応
じて充電制御装置２を作動制御するものである。

また、８はアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／
Ｄ変換回路で、比重センサＳ２、温度センサＳ３、第１
電圧センサＳ４、および第２電圧センサＳ５よりの各ア
ナログ信号を順次デジタル信号に変換して、マイクロコ
ンピュータ７に出力するものである。

ここで、マイクロコンピュータ７内の演算処理について
は、予め定めた一定周期毎に実行させ、その際に各種セ
ンサＳ１〜Ｓ５からの各種信号を取り入れ、このマイク
ロコンピュータ７内の演算処理を、例えば特公昭６１−
５１４９７号公報（ＵＳＰ４３０８４９２）に示す手順
に沿って行い、バッテリ状態に応じて界磁コイル１ｃを
励磁するか否かを決定するものである。

そして、界磁コイル１ｃを励磁する場合には、マイクロ
コンピュータ７からの出力信号電圧ＶＴ＋は、接続点ｄ
における分圧点の電圧Ｖ６Ｈが第２の基準電圧Ｖ２＜Ｖ
。１〈第１の基準電圧■、の範囲内で決定される。つま
り、マイクロコンピュータ７は、バッテリ３の電圧を電
圧源としているため、マイクロコンピュータ７の出力電
圧は、バッテリ３の最低電圧よりも小さくする必要があ
る。そのため、第２の基準電圧を上記最低電圧以下にし
ないと、正常に充電制御装置２を制御することが出来な
くなってしまう。

一方、界磁コイル１ｃを励磁しない場合には、マイクロ
コンピュータ７からの出力信号ｖＴ□では、接続点ｄに
おける分圧点の電圧■。２が第３の基準電圧Ｖ　３　＜
　Ｖ　ｏ　ｚ　＜第２の基準電圧■２の範囲内で決定さ
れる。

従って、マイクロコンピュータ７で各種センサの信号を
入れ、演算した後、バッテリ３に充電すると判断した場
合には、マイクロコンピュータ７からの出力信号をＶＴ
Ｉとする。すると、第１の比較器１６および第２の比較
器１７の出力は、共にＨｉｇｈレベルとなり、ＡＮＤ回
路１９もＨｉｇｈレベルを出力して、第６図に示すよう
に時間ｔ２−Ｌ３の間、界磁電流制御用トランジスタ１
ｏを導通させる。そして、発電機１により、バッテリ３
を充電する。

一方、マイクロコンピュータ７がバッテリ３に充電しな
いと判断した場合には、マイクロコンピュータ７からの
出力信号を■７□とする。すると、第２の比較器１７の
出力がＬｏｗレベルとなり、ＡＮＤ回路１９の出力がＬ
ｏｗレベルとなり、第６図に示すように、時間Ｔ、ｌ　
Ｌｚの間、界磁電流制御用トランジスタ１０を遮断させ
る。そして、発電機１の発電を停止させる。すなわち、
マイクロコンピュータ７からの信号を界磁コイル１ｃを
励磁する場合は、信号電圧ＶＴ＋、励磁しない場合は、
信号電圧ｖｒｚとすることは、マイクロコンピュータ７
内できわめて容易に設定することができるため、コスト
アップにもならない。

また、システム■において、端子Ｔからバッテリ３への
接続線がはずれた場合、システム■において、マイクロ
コンピュータ７への接続線が端子Ｔからはずれた場合に
は、端子Ｔの電位がＯとなる。そのため、第３の比較器
１８の出力がＨｉｇｈレベルを出し、警報用ランプ制御
用トランジスタ１１を導通させ、ランプ５を点灯させる
。そして、ランプ５の点灯により、運転者が端子はずれ
を検出することができる。

さらに、第５図に示す線１ｒ、１２が断線した場合にお
いても、この断線を第１電圧センサＳ４にて得て、マイ
クロコンピュータ７内に入力する。

このマイクロコンピュータ７内では、線ｆｆｉ、、ｊ２
゜の断線を知らせるために、出力信号ＶＴ３を出力する
。この出力信号■ア、は、上述したことと同様に、第３
の比較器１８の出力に、Ｈｉｇｈレベルを出力すべく、
接続点ｄの電圧■。３が第３の基準電圧Ｖ３よりも小さ
くなるように設定されている。

つまり、マイクロコンピュータ７の出力信号は、このマ
イクロコンピュータ７内で演算した結果、発電、発電停
止もしくは警報の情報により、例えば第７図に示す出力
回路で、それぞれ出力信号■ア、。

Ｖｔ□、■、３を出力することである。

本発明によれば、これら出力信号■ＴＩ＋　　ｖ、□。

ＶＴｆｆに応じて、第８図に示す如く、第１の基準電圧
■１と第２の基準電圧Ｖｚとの間で発電をするようにし
、第１の基準電圧７３以上または第２の基準電圧■２と
第３の基準電圧■３との間で、発電停止、第３の基準電
圧■、以下で、警報をするようにしている。

従って、第１図に示す充電制御装置２とすることで、第
２図、第４図にそれぞれ示すシステム■。

Ｈに応じて、充電制御装置２を変更することなく、共通
使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１回は本発明車両の充電制御装置の一実施例を示す電
気１回路図、第２図は本発明車両９充電制御装置をシス
テムＩとして利用した状態を示す回路図、第３図はシス
テム■における時間りに対するＴ端子電圧を示す特性図
、第４図は本発明車両の充電制御装置をシステム■とし
て利用した状態を示す回路図、第５図はシステム■の一
例を示す回路図、第６図はシステム■における時間ｔに
対するＴ端子電圧を示す特性図、第７図は出力回路の一
例を示す回路図、第８図はＴ端子電圧における発電状態
を示す模式図である。 １・・・発電機、２・・・充電制御装置、３・・・バッ
テリ。 ４・・・キースイッチ、５・・・ランプ、６・・・バッ
テリ状態検出装置、７・・・マイクロコンピュータ、１
０・・・界磁電流制御用トランジスタ、１４ａ、１４ｂ
。 １４ｃ、１４ｄ・・・第１〜第４の抵抗、１６，１７゜
１８・・・第１ないし第３の比較器、１９・・・ＡＮＤ
回路。 第８図 第３図 第４図 第　５　図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）車両の発電機と、 この発電機の出力により、充電されるバッテリと、 前記発電機の発電量を制御すると共に、前記バッテリの
   電圧の状態を検出する端子を有する制御装置とを備え、 前記制御装置は、前記端子に検出される電圧が、通常の
   前記バッテリ電圧である第１の制御電圧と、前記バッテ
   リの最低電圧よりも低い第２の制御電圧との間の時に、
   前記発電機の発電量を増加するようにしたことを特徴と
   する車両の充電制御装置。
2. （２）前記制御装置は、前記端子に検出される電圧が前
   記第２の制御電圧よりも低い第３の制御電圧以下の時に
   、警報を発することを特徴とする請求項１項記載の車両
   の充電制御装置。