JPH03239129A - 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関し、キースイッチを切
った場合に界磁巻線にバッテリ電圧が印加されない構成
にし、電圧制御手段の第３の端子が車両用発電機のアー
ス端子から外れた場合、発電を強制的に停止させるもの
である。

〔従来の技術〕

従来、車両の充電制御装置の電圧制御手段は第３図に示
すように、車両用発電機１の出力端子８１に接続される
第１の端子８３、一端がこの第１の端子８３に接続され
た界ｖＬ巻線１３の他端に接続される第２の端子８４、
車両用発電機１のアース端子８２に接続される第３の端
子８５、第１の端イ８３と第２の端子８４との間に接続
されるフライホイールダイオード２０２、および第２の
端子８４と第３の端子８５との間に接続されるスイッチ
手段２０１を備え、このスイッチ手段２０１をＯＮ、Ｏ
ＦＦ制御し、界磁巻線１３ｔこ供給する電流を調整して
、バッテリ４の電圧を制御するものである。

ところが、この構成のものでは、キースイッチ６を切り
、スイッチ手段２０１がＯＦＦしていても界磁巻線１３
の両端には常にバッテリ４の電圧が印加されているため
、この状態で界磁巻線１３に水分が付着すると電蝕が発
生する可能性がある。

その対策として、スイッチ手段を第１の端子と第２の端
子との間に、界磁巻線を第２の端子と車両用発電機のア
ース端子との間に、フライホイールダイオードを第２の
端子と第３の端子との間に接続するものが考えられる。

このものでは、スイッチ手段がＯＦＦすれば界磁巻線に
は電圧は印加されないので、界磁巻線の電蝕の可能性が
なくなる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、この構成にすると、スイッチ手段がＯＮし、発
電されている時に、電圧制御手段の第３の端子が車両用
発電機のアース端子から外れた場合、この第３の端子か
らフライホイールダイオード、界磁巻線を介して発電機
のアース端子を流れる電流経路が形成される。すると、
電圧制御手段の第３の端子の電圧はフライホイールダイ
オードのｊ＠方向電圧分だけ第２の端子の電圧に対して
高くなる。さらに、スイッチ手段がＯＮの時、第２の端
子の電圧は高くなっているので第１の端子と第３の端子
間の電位差が減少し、この第１の端子と第３の端子間の
電位差を所望の電圧に維持するために、スイッチ手段に
はＯＮさせる制御信号が入力され続ける。しかし、第１
の端子と第３の端子間の電位差はスイッチ手段をＯＮさ
せるだけの電圧Ｃ以下、スレッシュホルドレベルという
）以下になり、スイッチ手段は０ＦＦＬ、第２の端子の
電圧は低下し始める。第２の端子の電圧の低下に従って
、第３の端子の電圧も低下し、第３の端子と第１の端子
間の電位差がスレッシュホルドレベル以上になるとスイ
ッチ手段は再びＯＮする。

そして、第２の端子の電圧が上昇して第３の端子の電圧
も上昇し、上記の作動を繰り返す。

このように、スイッチ手段がスレッシュホルドレベル付
近の電圧で不飽和状態で作動するため界磁巻線には常に
電流が流れる状態になり、発電し続けて第１の端子の電
圧は上昇するが第１の端子と第３の端子間の電位差は増
加しない。従って、上述のように電圧制御ができなくな
り、第１の端子の電圧はさらに上昇し、バッテリを過充
電したり、また、スイッチ手段の破損等の問題がある。

そこで、本発明は、キースイッチを切った場合には界磁
巻線にバッテリ電圧が印加されないようにして、界磁巻
線の電蝕を防止することを目的としており、さらに電圧
制御手段の第３の端子が車両用発電機のアース端子から
外れた時に起こるバッテリの過充電およびスイッチ手段
の破損を防止することを目的とする。

ご課題を解決するための手段〕 上記目的を遺戒するために本発明の充電制御装置ζこお
いては、電圧ｔ＋ＩＩ御手段の第２の端子を車両用発電
機の出力端子に、第２の端子を界磁巻線の一端に、第３
の端子および界磁巻線の他端を車両用発電機のアース端
子に、電圧検出手段を第１の端子と第３の端子との間に
、スイッチ手段を第１の端Ｙと第２の端子との間に、そ
れぞれ接続したものであり、第３の端子から第２の端子
への電流経路を有すると共に、電圧制御手段の第３の端
子が車両用発電機のアース端子から外れた場合は、これ
を検出し、スイッチ手段をＯＦＦして発電を停止する発
電停止手段を設けたものである。

［作用〕 上記構成により、スイッチ手段がＯＦＦすると、一端が
車両用発電機のアース端子に接続される界磁巻線の他端
が開放されるため、バッテリ電圧が界磁巻線の両端に印
加されることがなくなる。

また、電圧制御手段の第３の・端子が車両用発電機のア
ース端子から外れた場合には、これを検出し、スイッチ
手段を強制的に遮断する。

〔発明の効果〕

従って、本発明においては、キースイッチを切ると、界
磁巻線の両端にバッテリ電圧が印加されることがなく、
界磁巻線の電蝕を防止することができる。

また、電圧制御手段の第３の端子が車両用発電機のアー
ス端子から外れた場合は、スイッチ手段をＯＦＦし、界
磁巻線への電流供給を停止させて発電を停止させること
により、バッテリの過充電およびスイッチ手段の破損を
防止することができるという優れた効果がある。

（実施例〕 以下、図に基づき本発明の第１実施例を説明する。

第１図において１は車両用交流発電機（以下、発電機１
とする）であり、この発電機１は、Ｙ結線された３相の
電機子巻線１１、図示しないエンジンにより回転駆動さ
れる界磁巻線１３、および電機子巻線１１に出力される
交流出力を全波整流する整流器Ｉ２とからなる。発電機
ｌは、周知のように、エンジンによりヘルド、およびブ
ーりを介して駆動される。８１は発電機Ｉの出力端子、
８２は発電機ｌのアース端子である。

４はバッテリであり、全波整流器１２に接続されている
。６はキースインチであり、７は電気負荷５をバッテリ
４と接続するための切り換えスイフチである。

電圧制御回路２は、全波整流器工２に接続された第１の
端子（以下、Ｂ端子という）８３、スイッチ手段である
ＰチャネルパワーＭＯ３形ＦＥＴ２０１と界磁巻線１３
との間に接続された第２の端子（Ｆ端子）８４、および
、発電機１のアース端子に接続された第３の端子（Ｅ端
子）８５を備えている。

スイッチ手段であるＰチャネルパワーＭ　ＯＳ　形ＦＥ
Ｔ２０１のソースはＢ端子８３に、トレインはＦ端子８
４に、ゲートは抵抗２０３を介してＢ端子８３にそれぞ
れ接続されている。フライホイールダイオード２０２は
Ｆ端子８４とＥ端子−８５との間に接続されている。ト
ランジスタ２０４のコレクタは抵抗２０３とＰチャネル
パワーＭＯ３形ＦＥＴ２０１のゲートの間に、ベースは
抵抗２０５を介してトランジスタ２０７のコレクタに、
エミッタはＥ端子８５に、それぞれ接続されている。

トランジスタ２０７．２０９、および２１２のコレクタ
はそれぞれ抵抗２０６．２０８、および２１１を介して
キースインチロに、それぞれのエミッタはＥ端子８５に
接続されている。さらに、トランジスタ２０７のベース
はトランジスタ２０９のコレクタに、トランジスタ２０
９のベースは抵抗２１０を介してトランジスタ２１２の
コレクタに、トランジスタ２１２のベースは抵抗２１５
を介してＥ端子８５にそれぞれ接続されている。

電圧検出回路２１３はＢ端子８３と巳端子８５との間の
電圧を検出するためのものであり、直列に接続された抵
抗２１３１、ツェナダイオード２１３２、および抵抗２
１３３が、Ｂ端子８３、Ｅ端子８５間に接続されている
。さらに、直列接続されたツェナダイオ−）”２１３２
と抵抗２１３３間の電圧を平滑するために、抵抗２１３
４とコンデンサ２１３５が並列に接続されている。

発電停止回路３は、Ｅ端子８５に対するＦ端子８４の電
圧により作動するものである。

直列接続されたダイオード３０１、抵抗３０２および抵
抗３０３が、Ｆ端子８４とＥ端子８５との間に接続され
ている。

トランジスタ３０５．３０６、および３１４のコレクタ
は互いに接続されており、抵抗３０４を介してキースイ
ッチ６に、エミッタはＥ端子８５にそれぞれ接続され、
トランジスタ３０５のベースは抵抗３０２と抵抗３０３
との間に、トランジスタ３０６のベースは抵抗３０７を
介してキースイッチ６に、トランジスタ３１４のベース
はパルス発生回路３１３の出力にそれぞれ接続されてい
る。

トランジスタ３０８のコレクタはトランジスタ３０６の
ベースに、エミッタはＥ端子８５に、ベースは抵抗３０
９を介して、抵抗２１０とトランジスタ２１２のコレク
タとの間にそれぞれ接続されている。コンデンサ３１０
は上記トランジスタ３０５．３０６、および３１４のコ
レクタとエミッタとの間に接続されている。トランジス
タ３１２のコレクタは抵抗２０５とトランジスタ２０７
のコレクタの間に、ベースは抵抗３１１を介して上記ト
ランジスタ３０５．３０６、および３１４のコレクタに
それぞれ接続されている。

次に、上記構成においてその作動を説明する。

まず始めに、電圧制御回路２の作動を説明する。

エンジンにより発電機ｌが駆動されている場合、ンエナ
ーダイオード２１４のカソードの電圧（以下、分圧点電
圧という）Ｖｃが、〔ツェナー電圧Ｖ２＋ト；７ンジス
タ２１２のベース、エミッタ間電圧Ｖｂｅ）で決定され
る第４の所定値Ｖ　ｒｅｆ以下、つまりＢ端子８３の電
圧が所望の電圧以下の時、トランジスタ２１２が遮断す
る。そして、トランジスタ２０９が導通、トランジスタ
２０７が遮断し、トランジスタ２０４が導通ずるため、
ＰチャネルパワーＭＯＳ形ＦＥＴ２０１が導通して、こ
のＰチャネルパワーＭＯ３形ＦＥＴ２０１を介して界磁
巻線１３に電流が供給される。従って、発電機１の出力
が増加し、Ｂ端子８３の電圧が上昇して、バッテリ４を
充電する。

Ｂ端子８３の電圧の上昇により分圧点電圧Ｖｃが第４の
所定値Ｖ　ｒｅｆ以上になると、トランジスタ２１２が
導通ずる。そして、トランジスタ２０９が遮断、トラン
ジスタ２０７が導通し、トランジスタ２０４が遮断する
ため、ＰチャネルパワーＭＯ３形ＦＥＴ２０１が遮断し
て、界磁巻線に流れていた電流はフライホイールダイオ
ード２０２を還流し減衰する。従って、発電機１の出力
が減少し、Ｂ端子８３の電圧が降下する。

上記のように電圧制御回路２は、ＰチャネルパワーＭＯ
３形ＦＥＴ２０１の導通、遮断を繰り返し、分圧点電圧
Ｖｃを第４の所定値Ｖｒｅｆに制御することによりＢ端
子８３の電圧を所望の電圧に制御し、つまりバッテリ電
圧を第１の所定値（例えば１４（Ｖ））に制御する。

次に、発電停止回路３の作動を説明する。

電圧制御回路２のＥ端子８５が発電機ｌのアース端子８
２に接続されている場合は、分圧点電圧ＶＣが第４の所
定値Ｖｒｅｆ以下の時、電圧制御回路２の作動によりト
ランジスタ２１２が遮断すると、トランジスタ３０８は
導通しトランジスタ３０６は遮断する。

しかしながら、トランジスタ３０６の遮断によりトラン
ジスタ３１２が導通するとトランジスタ２０４が遮断し
、ＰチャネルパワーＭＯ３形ＦＥＴ２０１が遮断して、
分圧点電圧Ｖｃが第４の所定値Ｖ　ｒｅｆ以下であるに
もかかわらず発電を停止してしまう。これを防止するた
めにコンデンサ３１０をトランジスタ３１２のベースと
エミッタとの間に設け、トランジスタ３１２の導通を遅
延させている。

一方、ＰチャネルパワーＭＯ３形ＦＥＴ２０１が導通ず
るためＦ端７−８４の電圧は略Ｂ端子８３の電圧まで上
昇し、ダイオード３０１が導通ずる。

そして、トランジスタ３１２が導通ずることなくトラン
ｆ、゛スタ３０５が導通し、トランジスタ３１２を遮断
の状態に維持する。つまり、電圧制御回路２は通常通り
作動し、発電機１の出力が増加してＢ端子８３の電圧が
上昇する。

Ｂ端子８３の電圧の上昇により分圧点電圧Ｖｃが第４の
所定値Ｖ　ｒｅｆ以上になると、電圧制御回路２の作動
によりトランジスタ２１２が導通し、トランジスタ３０
８が遮断すためＦ・ランジスタ３０６が導通ずる。一方
、ＰチャネルパワーＭＯ３形ＦＥＴ２０１が遮断し、フ
ライホイールダイオ−Ｆ’　２０２に電流が流れるため
、Ｆ端子８４の電圧はこのフライホイールダイオード２
０２の順方向電圧ＶｆだけＥ端子８５の電圧に対して低
くなる。これによりダイオード３０１は遮断し、トラン
ジスタ３０５は遮断する。

この場合は、トランジスタ３０６が導通し、トランジス
タ３１２を遮断の状態に維持する。つまり、電圧制御回
路２は通常通り作動し、発電機１の出力が減少してＢ端
子８３の電圧が降下する。

上記のように、電圧制御回路２のＥ端子８５が発電機１
のアース端子８２に接続されている場合には発電停止回
路３は働かないので、通常の電圧制御がなされる。

次に、電圧制御回路２のＥ端子８５が発電機１のアース
端子８２から外れた場合について説明する。

電圧制御回路２のＥ端子８５が発電機１のアース端子８
２から外れた場合は、Ｅ端子はフライホイールダイオー
ド２０２、界磁巻線１３を介して発電機１のアース端子
８２に接続されることになる。分圧点電圧Ｖｃが第４の
所定値Ｖｒｅｆ以下で電圧制御回路２の作動によりトラ
ンジスタ２１２が遮断し、ＰチャネルパワーＭＯ３形Ｆ
ＥＴ２０１が導通している時、フライホイールダイオー
ド２０２を介して界磁巻線１３に電流が流れるためＦ端
子８４の電圧は、フライホイールダイオード２０２の順
方向電圧ＶｆだけＥ端子８５の電圧に対して低くなる。

すると、ダイオード３０１が遮断してトランジスタ３０
５か遮断する。

一方、ＰチャネルパワーＭＯ３形ＦＥＴ２０１が導通し
ている時、電圧制御回路２の作動で示したようにトラン
ジスタ３０６も遮断しており、このためにトランジスタ
３１２が導通ずる。トランジスタ３１２の導通によりト
ランジスタ２０４は遮断するためＰチャネルパワーＭＯ
５形ＦＥＴ２０１が遮断し、界磁巻線工３に電流が供給
されなくなり、発電は停止状態に維持される。

つまり、発電停止回路３は、ＰチャネルパワーＭＯ３形
ＦＥＴ２０１が導通している時に、Ｅ端子８５に対する
Ｆ端子８４の電圧が第２の所定値以下に低下した場合、
電圧制御手段２のＥ端子８５が発電機ｌのアース端子８
２から外れているとして検出し、ＰチャネルパワーＭＯ
３形ＦＥＴ２０１を遮断して、発電を停止させるもので
ある。

電圧制御手段２のＥ端子が接続不良で、−長兄電機１の
アース端子８２から外れて発電停止回路３により発電が
停止し、その後再び接続された場合には通常発電に復帰
させる必要があり、通常発電に復帰させるためにパルス
発生回路３１３が働く。パルス発生回路３１３には、］
・リガパルス（例えばＯＮ時間が数百μｓ、周期が数十
１ｌｌＳ）が発生し、トランジスタ３１４が駆動される
。

このトリガパルスによりトランジスタ３１４が導通され
ると、トランジスタ３１２が遮断し、Ｐチャネルパワー
ＭＯＳ形ＦＥＴ２０１が再び導通する。その際、電圧制
御手段２のＥｉ子８５が発電機１のアース端子８２から
外れていると、Ｅ端子８５からＦ端子８４に向かって電
流が流れるため、Ｆ端子８４の電圧はＥ端子８５の電圧
に対してフライホイールダイオード２０２の順方向電圧
Ｖｆだけ小さく、トランジスタ３０５は遮断状態のまま
である。従って、トリガパルスがなくなると再びＰチャ
ネルパワーＭＯ３形ＦＥＴ２０１は遮断し、発電は停止
する。

一方、電圧制御手段２のＥ端子８５が再び発電機１のア
ース端子８２に接続された場合は、トリガパルスにより
トランジスタ３１４が導通されるとトランジスタ３１２
が遮断し、ＰチャネルノくワーＭＯ３形ＦＥＴ２０１が
再び導通する。そして、Ｆ端子８４の電圧が略Ｂ端子８
３の電圧まで上昇してダイオード３０１が導通するとト
ランジスタ３０５が導通する。従って、トランジスタ３
１２は遮断の状態に維持される。この後は通常の電圧制
御がなされる。

以下、図に基づき第２実施例を説明する。

上記第１実施例の発電停止回路３では、Ｐチャネルパワ
ーＭ　ＯＳ形ＦＥＴ２０１が導通している時に、Ｅ端子
８５に対するＦ端子８４の電圧が第２の所定値以下に低
下した場合に、電圧制御手段２のＥ端子８５が発電機１
のアース端子８２から外れているとして検出し発電を停
止するものである。

これに対して第２実施例の発電停止回路３は、Ｐチャネ
ルパワーＭＯ３形ＦＥＴ２０１が導通している時に、Ｅ
端子８５に対するＢ端子８３の電圧が、第１の所定値よ
り小さく設定された第３の所定値以下に低下した場合に
、電圧制御手段２のＥ端子８５が発電機１のアース端子
８２から外れているとして検出し発電を停止するもので
ある。

第２図において、符号は上記第１実施例の符号に対応し
ている。

Ｅ端子８５に対するＢ端子８３の電圧が第３の所定値以
下に低下したことを検出するために、比較器３１５の（
＋）個入力は抵抗２３１とツェナダイオード２１４の間
に接続され、（−）個人力は第５の所定値が入力されて
いる。出力は抵抗３０２を介してトランジスタ３０５の
ベースに接続されている。

この比較器３１５は分圧点電圧Ｖｃを入力し、Ｅ端子８
５の電圧に対する分圧点電圧Ｖｃが第５の所定値以下に
低下した時、つまり、Ｅ端子８５に対するＢ端子８３の
電圧が第３の所定値以下に低下した時にトランジスタ３
０５を遮断するよう作動するものである。

また、フライホイールダイオード１４は発電機ｌ側に設
けられ、Ｆ端子８４とＥ端子８５との間には抵抗２１８
による電流経路がある。

Ｅ端子８５が発電機１のアース端子８２に接続されてい
る場合、Ｅ端子８５に対するＢ端子８３の電圧は、電圧
制御回路２の作動により所望の電圧に制御されているた
め、比較器３１５は導通しトランジスタ３０５を常に導
通させるよう作動している。従って、トランジスタ３１
２は遮断の状態に維持され、発電停止回路３は働かない
。

Ｅ端子８５が発電機１のアース端子８２から外れた場合
、Ｅ端子８５は抵抗２１４、界磁巻ｍ１３を介して発電
機ｌのアース端子８２に接続されることになる。そして
、ＰチャネルパワーＭＯ３形ＦＥＴ２０１が導通し発電
機１の出力を増加させようとしている時、抵抗２１８か
ら界磁巻線１３に電流が流れるため、Ｆ端子８４に対し
てＥ端子８５の電圧は抵抗２１８の電圧降下分だけ高く
なる。また、Ｆ端子８４の電圧は略Ｂ端子８３の電圧に
等しいのでＥ端子８５の電圧は大きく上昇する。

比較器３１５のアース電圧はＥ端子８５の電圧に等しい
ため、（＋）側の入力電圧は〔分圧点電圧Ｖｃ−Ｅ端子
８５の電圧〕であり、一方（−）側に入力される第５の
所定値は、常にＥ端子８５の電位に対して一定の電位差
を持つ電圧として設定している。

Ｅ端子８５の電圧が上昇し、比較器３１５の（＋）側の
入力電圧が、（−）側の第５の所定値以下に低下して、
つまりＥ端子８５に対するＢ端子８３の電圧が第３の所
定値以下に低下して、比較器３１５が遮断し、トランジ
スタ３０５はＯＦＦする。このことにより、トランジス
タ３１２が導通しトランジスタ２０４が遮断するのでＰ
チャネルパワーＭＯ３形ＦＥＴ２０１が遮断して、発電
は停止する。

パルス発生回路の作動は第１実施例と同じである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の第１実施例を示す電気回路図、第
２図は本発明装置の第２実施例を示す電気圏略図、第３
図は従来の充電制御装置の一例を示す電気回路図である
。 １・・・発電機、１３・・・界磁巻線、２・・・電圧制
御回路、２０２・・・フライホイールダイオード、２１
３・・・電圧検出回路、３・・・発電停止回路、４・・
・ハンテリ、５・・・電気負荷、８１・・・発電機出力
端子、８２・・・発電機アース端子、８３・・・第１の
端子（Ｂ端子）８４・・・第２の端子（Ｆ端子）、８５
・・・第３の端子（Ｅ端子）。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）出力端子とアース端子を備え、前記出力端子と前
   記アース端子との間に接続される電機子巻線、および一
   端が前記アース端子に接続される界磁巻線を有し、前記
   出力端子に接続されるバッテリを充電すると共に、エン
   ジンによって駆動される車両用発電機と、 前記車両用発電機の出力端子に接続される第１の端子、
   前記界磁巻線の他端に接続される第２の端子、前記車両
   用発電機のアース端子に接続される第３の端子、前記第
   １の端子と第３の端子との間の電位差を検出する電圧検
   出手段、および前記第１の端子と第２の端子間に接続さ
   れるスイッチ手段を備えると共に、前記第３の端子から
   第２の端子への電流経路を有し、前記スイッチ手段をＯ
   Ｎ、ＯＦＦ制御し、前記界磁巻線に流れる電流を調整し
   て、前記電圧検出手段により検出される電圧を所望の電
   圧に制御することで前記バッテリの電圧を第１の所定値
   に制御する電圧制御手段と、前記電圧制御手段の第３の
   端子が前記車両用発電機のアース端子から外れた場合に
   、これを検出し、前記スイッチ手段をＯＦＦして発電を
   停止する発電停止手段と、 を備えることを特徴とする車両の充電制御装置。
2. （２）前記発電停止手段は、前記スイッチ手段がＯＮ状
   態で、かつ、前記電圧制御手段の第３の端子に対する第
   ２の端子の電圧が第２の所定値以下である場合に、前記
   第３の端子が前記車両用発電機のアース端子から外れた
   として検出し、前記スイッチ手段をＯＦＦして発電を停
   止することを特徴とする請求項１記載の車両の充電制御
   装置。
3. （３）前記発電停止手段は、前記スイッチ手段がＯＮ状
   態で、かつ、前記電圧制御手段の第３の端子に対する第
   １の端子の電圧が、前記第１の所定値より小さく設定さ
   れた第３の所定値以下である場合に、前記第３の端子が
   前記車両用発電機のアース端子から外れたとして検出し
   、前記スイッチ手段をＯＦＦして発電を停止することを
   特徴とする請求項１記載の車両の充電制御装置。