JPH03504407A - エンジンにかかる交流発電機の負荷を管理する方法及び装置 - 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】 エンジンにかかる交流発電機の負荷を管理する方法及び装置優先権主張について の言及 本国際特許出願に関して、この国際出願と同一の発明の名称を冠した米国特許出 願であり、１９８７年７月　１７日に出願された米国特許願第０７１０７４，７ ７６号の一部継続出願であって、１９８８年５月　２５日に出願された米国特許 願第０７／１９８，４９０号に基く優先権を主張する。原米国特許出願は既に放 棄されている。

技術分野 本発明は、一般的には、原動機付き乗物の経済化装置に係るものであり、殊に乗 物のエンジンに負荷が掛かつており且つバッテリーが所定の閣僚しベル迄充電さ れている場合に充電装置を不作動状態にする方法及び装置に係るものである。

背景技術 内燃機関の一般原理はよく知られており、内燃機関がその機関の毎分当りの回転 数に対する機関の制動馬力に関係している特性曲線を有していることも知られて いる。低速回転では、利用できる制動馬力は機関、すなわち、エンジンが発生で きる全馬力の極めて僅かな部分でしかない。エンジンが重い負荷の下に作動して いる場合、例えば原動機付き乗物が完全停止状態から発進加速する場合、又は穏 やかな速度から高速に急加速する場合、又は急坂を登る場合のように、加速要求 に似た状態で長い時間乗物を動かしているときエンジンはどうしても効率の悪い 状態で動作する。

このような非能率的作動状態では、出力馬力を高めるためにエンジンへは多量の 燃料が供給されることになる。しかしながら、その供給された燃料のかなりの部 分は燃焼に供されず、そのため燃料が無駄となるばかりでな（、排気ガスによる 大気汚染の元ともなる。このような非能率状態で動作しているエンジンから負荷 の一部、すなわち抗力となっている負荷がエンジンに掛からないようになすこと ができるならばエンジンの能率が向上し、大気汚染への影響も少なくなる。

実際には、普通の原動機付き乗物においてエンジンが駆動する二義的な負荷で連 続的に駆動していなければならない負荷は殆んど存在しない。このような負荷に ついてはエンジンの動作状況を勘案して駆動することによりエンジンの効率は高 められ、公害の減少をもたらすことができる。

自動車のエンジン制御装置としては種々提案されている。その内の成る装置は円 滑、安定又は能率的な動作を達成させようとしている。成る装置は燃費を改善し 、又他の装置は公害の発生を抑制しようとしている。二、三の制御装置は成る条 件の下でのニンジンの負荷を減少しようとしている。しかしながら、発明者の知 る限り、内燃機関を使用している殆んどすべての自動車又はトラックに存在しエ ンジンの主要な抗力源、即ち交流発電機乃至ジェネレータが及ぼす影響を排除乃 至減少させようとした制御装置はこれまでに存在しない。

発明の開示 従って、本発明の概括的目的は、エンジンがその出力馬力範囲内の非能率的な領 域において作動している場合に、エンジンの出力から電力源を切離して自動車や 他の乗物の内燃機関に掛かる抗力を減少させ、それにより燃料経済を改善し且つ 排気による大気汚染を減少する新規な方法及び装置を提供することにある。

更に、本発明の一般的な目的は、エンジンがその出力馬力範囲内の非能率的な領 域において作動している場合に、ノクツテリーの充電状態が電力源（交流発電機 ）のフル稼働を要求していない間はその電力源がエンジンにかける負荷を減少さ せることにより、結果的には内燃機関に掛かる抗力を減少させ、それにより燃料 経済を改善し且つ排気による大気汚染を減少する方法及び装置を提供することに ある。

本発明の特定目的は、エンジンの負荷状態とバッテリーの充電状態とを感知する 方法及び装置を提供することにあり、又エンジンが重負荷状態で作動している間 であってバッテリーの充電状態が充分であるならばバッテリーへの充電を遮断す る装置を提供することにある。

本発明の他の特定目的は、エンジンの負荷状態とバッテリーの充電状態とを感知 する方法及び装置を提供することであり、又エンジンが重負荷状態で作動してい る間であってバッテリーの充電状態が部分充電だけを必要としている場合にはバ ッテリーへの充電量を減少させる装置を提供することにある。

本発明の更に他の特定目的は、エンジンが重負荷状態で作動しているけれども、 バッテリーが充電を必要としている場合にはバッテリーの完全充電を行なわしめ る方法及び装置を提供することにある。

本発明の更に他の特定目的は、交流発電機の界磁電圧を制御することにより非充 電から部分充電を介してフル充電に至る範囲内で適正充電をバッテリーに施す方 法及び装置を提供することにある。

本発明の更に別の特定目的は、エンジンが重負荷状態で動作している間において は、バッテリーのその時々の充電状態に基き、これに比例的に交流発電機の出力 を減少させる方法及び装置を提供することにある。

本発明の更に別の目的は、エンジンが能率よく動作する状態となるまで交流発電 機似よるバッテリーの充電と付属部材への給電を遅延させる方法及び装置を提供 することにある。

本発明の更に別の目的は、重負荷状態中のエンジンに掛かる交流発電機による抗 力を減少させた場合にも、バッテリーや種々の電気機器への適正な給電を保証す ることである。

における切り替えがスムースになされるように、緩徐な応答をもステムの設計に 適応し得るエンジン負荷管理システムを提供するでおり、又以下の記載を検討す れば当業者には明ら力）となるであろうし、本発明を実施することによっても理 解されることになろう。本発明の上記目的及び利点は特許請求の範囲に特記され た手ルスを発生する電気回路を作動化する工程とを具備しており、上伸の下では バッテリーの充電を行わなｔ）ための１４）レスを交流発電態とを感知する種々 の電子回路装置と：交流発電機の界磁コイル電又は充電しないようにする部材と を備えている。

図面の簡単な説明 本明細書と一体となされ且つ明細書の一部を形成する添付の図面は本発明の好適 な実施形を例示しており且つ明細書における記載と共に本発明の詳細な説明する 役目を果たすものである。この図面において、 第１図は、フォードモーターカンパニーの自動車において典型的に使用されてい るものの特徴を有している交流発電機との関係で本発明によるエンジン負荷管理 システムの好ましい第１実施形を示す略図、 第２図は、クライスシーコーポレーシーンの自動車に典型的に使用されているも のの特徴を存している交流発電機との関係で本発明によるエンジン負荷管理シス テムの好ましい第１実施形を示す略図、第３図はフォードモーターカンパニーと クライスシーコーポレーシーンの自動車に使用されている典型的な交流発電機シ ステムに適合する本発明によるエンジン負荷管理システムの機能ブロック図、第 ４図は、フォードモーターカンパニーとクライスシーコーポレーシオンの自動車 に典型的に使用されているような外部調整式交流発電機システムに適合する本発 明によるエンジン負荷管理システムの好ましい第１実施形の回路図、第４ａ図は 第４図に示された回路図に見られる真空スイッチのベアボード真空スイッチ位置 を示す図面、第４ｂ図は第４図に示された回路図に見られる真空スイッチのエン ジンオフ真空スイッチ位置を示す図面、第４ｃ図は第４図に示された回路図に見 られる真空スイッチの、エンジンがオンの場合で且つ真空度が低い場合の真空ス イッチ位置を示す図面、 第４ｄ図は第４図に示された回路図に見られる真空スイッチの、エンジンがオン の場合で且つ真空度が高い場合の真空スイッチ位置を示す図面、 第５ａ図は分割されたバッテリー電圧と正確な基準電圧との比較に基き、本発明 の配下区回路によりパルス信号を例示する図面、第５ｂ図は第３図において機能 的に示され且つ第４図において回路的に示されている、本発明のパルス幅変調器 により発生する三角形波を例示する図面、 第５ｃ図は第３図において機能的に示され且つ第４図において回路的に示されて いる、本発明のパルス幅変調器により発生するバイアス化三角形波を例示する図 面、 第５ｄ図は第５ｃ図に示されているバイアス化三角形波と、第５ａ図に示され１ ２．４ボルトのバッテリー電圧を分割して７．８５ボルトに降下させたバイパル スの長さとの関係を示す図面、第５ｅ図は第５ｃ図に示されているバイアス化三 角形波と、第５ａ図に示され＋２．２５ボルトのバッテリー電圧を分割して７７ ５ボルトに降下させたバイパルスの長さとの関係を示す図面、第５ｆ図は第５ｃ 図に示されているバイアス化三角形波と、第５ａ図に示され＋２．＋５ボルトの バッテリー電圧を分割して７．７０ボルトに降下させたバイパルスの長さとの関 係を示す図面、第６図はゼネラルモーターズフーポレーシｅンの自動車に典型的 に使用されるものの特徴を存する交流発電機システムとの関係で示された本発明 によるエンジン負荷管理システムの好ましい第２実施形の略図、 第７図はゼネラルモーターズコーポレーシ■ンの自動車に典型的に使用されるも のの特徴を有する交流発電機に適合するようになされたエンジン負荷管理システ ムの第２の実施形を示すの機能ブロック図、 第８図はゼネラルモーターズが典型的に使用しているような内部調整式交流発電 機用のエンジン負荷管理システムの好ましい第２実施形を示す回路図、 第８ａ図は第８図に示された回路図に見られる真空スイッチのベアボード真空ス イッチ位置を示す図面、第８ｂ図は第８図に示された回路図に見られる真空スイ ッチのエンジンオフ真空スイッチ位置を示す図面、第８ｃ図は第８図に示された 回路図に見られる真空スイッチの、エンジンがオンの場合で且つ真空度が低い場 合の真空スイッチ位置を示す図面、 第８ｄ図は第８図に示された回路図に見られる真空スイッチの、エンジンがオン の場合で且つ真空度が高い場合の真空スイッチ位置を示す図面、 第９図はボッシュの設計による交流発電機との関係で示した本発明によるエンジ ン負荷管理システムの好ましい第３実施形例の略図、　第１０図はボッシュイン コーホレーテッドが典型的に設計する内部調整式交流発電機に適合する、本発明 によるオルターブレークエンジン負荷管理システムの好ましい第３実施形の回路 図、 第１０ａ図は第１０図に示された回路図に見られる真空スイッチのベアボード真 空スイッチ位置を示す図面、第１０ｂ図は第１０図に示された回路図に見られる 真空スイッチのエンジンオフ真空スイッチ位置を示す図面、第１０ｃ図は第１０ 図に示された回路図に見られる真空スイッチの、ニンジンがオンの場合で且つ真 空度が低い場合の真空スイッチ位置を示す図面、 第１０ｄ図は第１０図に示された回路図に見られる真空スイッチの、エンジンが オンの場合で且つ真空度が高い場合の真空スイッチ位置を示す図面、 第１１図は、ゼネラルモーターズ型式の交流発電機充電システムに適合する、本 発明によるエンジン負荷管理システムの更に別の実施形の機能ブロック図、 第１２図は第１１図の実施形の電気回路図である。

発明を実施するための最良の形態 本発明の原理に従い且つ本発明を実施するために、フォードモータカンパニーと クライスシーコーポレーシ１ンが典型的に使用している自動車の交流発電機シス テムに使用する本発明のエンジン負荷管理システムの第１実施形１０が第１乃至 第５図に示されている。このニンジン負荷管理システム１０の動作原理を以下に 詳述する。主構成要素を概括的に説明するために本発明のエンジン負荷管理シス テムの好ましい第１実施形１０を第１図に示す。

これはフォードモータカンパニーが製造している自動車に使用されているものの 典型である外部調整式交流発電機システムと共に使用するようになっている。第 １図に示されているように典型的なキャブレータ付き内燃機関Ｅが、通常ベルト ドライブＤにより交流発電機Ａを駆動する。界磁コイル又は巻線Ｆは界磁制御ラ インを介してバッテリーＢにより電気的に励起される。界磁制御ラインに装備し た典型的な電圧調整器Ｒは交流発電機Ａが茶。ツテリー「Ｂを過充電しないよう にしている。交流発電機Ａからの電流は母線を通してバッチＩＪ　−Ｂに送られ 、又自動車の装備品の種々様々な電気負荷乃至機器Ｍへ送られる。

第２図に示されている典型的なりライスラー（商標）システムは、第１図に示さ れている典型的なフォード（商標）システムと大体同じである。しかしながら、 第１図のフォード（商標）システムにおいて、電圧調整器ＲはバッテリーＢと界 磁Ｆとの間に直列に接続されており、第２図のフライスラ（商標）システムにお いては電圧調整器Ｒは界＠Ｆと大地との間に直列に接続されている。

本発明の負荷管理システム１０はエンジンＥからのマニホルドの真空度（これは エンジンの負荷を示している）とバッテリーの電圧との両方を感知しており、負 荷管理システムはソリッドステートスイッチ４０を制御して交流発電機の界磁巻 線を付勢したり、減勢したりして交流発電機Ａの充電システムを作動化したり、 不作動化したりする。理想的状態では、交流発電機Ａの充電システムは、エンジ ンに重い負荷の掛かっている場合には不作動化され、エンジンの負荷が軽い場合 又はアイドリングしている場合には作動化され、即ち、通常の態様で充電に供さ れる。しかしながら、後に詳述するが、エンジンが負荷を受けている状態で交流 発電機が充電に使用され得る程度は、バッテリーの充電又は放電の状態に逆比例 して変化する。

第１図のフォード（商標）システムにおけるエンジン負荷管理システム１０は、 電圧調整器ＲとバッテリーＢとの間で界磁制御ラインに配置されて示されている 。第２図のフライスラー（商標）システムでは負荷管理システム１０は界磁Ｆと 電圧調整器Ｒとの間の界磁制御ラインに配置されて示されている。勿論、他の位 置に負荷管理システム１０を設置してもよく、そのことは本文の説明から本発明 の作動原理を当業者が理解したら当業者にとっては明白なことであろう。負荷管 理システム１０をそのために設けた端子Ｔ１とＴ２を介して自動車の界磁制御ラ インに接続することができる。

本発明の負荷管理システム１０の主構成要素と、それらの相関的動作機能は第３ 図を参照して説明するのが最もよい。パワー・オン許容スイッチ３０は普通のキ ー操作の自動車の点火スイッチによって負荷管理システム１０を遠隔的に作動化 したり、不作動化するようになっている。それは、端子コネクタＴ３によりバッ テリーからの供給電圧へ、又端子Ｔ５により点火キースイッチへ接続される。端 子Ｔ６により負荷管理システム１０のすべての要素を接地できる。点火キースイ ッチにより作動されると、パワー・オン許容スイッチ３０は、精密基準電圧回路 ３４、比較回路３８及び倍電圧回路４４ヘバツテリーの電力を供給する。真空ス イッチ３２もパワー・オン許容スイッチ３０を介して給電される。

しかし、そのことは必須ではない、何故ならば真空スイッチ３２は、エンジンか らのマニホルドの真空度が低い場合には回路を開くからである。それ故、エンジ ンが回転していないとき、従ってマニホルドに真空が存在しないと、真空スイッ チ３２を含む回路は自動的に開かれる。

精密基準電圧回路３４は一定の基準電圧レールをもたらし、後に詳述するが、精 確な三角波をパルス幅変調器３θがその基準電圧レールにより作成する。比較器 乃至回路３８はバッテリー電圧を三角波と比較し、そしである選択されたクリテ ィカルな範囲での充電もしくは放電の状態に準じて変化するが、そのクリティカ ルな範囲より低ければ常に高く、そのクリティカルな範囲より高ければ常に低い 、パルス化した高い／低い制御信号を作成する。

エンジンの負荷が重くない場合又はアイドリングしている場合には、マニホルド の真空度は高く、それにより真空スイッチ３２を閉じてバッテリーから直流電圧 を供給してパルス幅変調器３６が作成する精確な三角波を圧倒もしくは打消す。

その結果は、エンジンの負荷が重くない場合には比較器３８の出力信号は交流発 電機のフル作動（ノーマル、即ち正常作動）と充電とを指令することになる。

しかしながら、エンジンの負荷が重い場合には、３つの主な状態が発生すること が考えられる。第１は、もしバッテリーが既に十分な電荷を有していれば、比較 器３８の出力信号は交流発電機を不作動化して充電はしなくなる。第２は、もし バッテリーが一杯に充電されていない、もしくはある選択された高レベル、すな わち交流発電機の不作動化閣僚値乃至当該閣僚値より低い範囲で放電している場 合には、比較器３８の出力信号は交流発電機による成る程度の充電を指令する。

その充電程度はバッテリーの充電状態、すなわち電圧レベルと逆比例の関係で変 化する。第３は、もしバッテリーの充電状態が選定された低いレベルの閣僚値又 は当該閣僚値より降下して場合には、比較器３８の出力信号は、エンジンに既に かかっている負荷を無視して、交流発電機による能カ一杯の充電動作を指令する 。

上述した高レベル閣僚値と低レベル閣僚値との間の範囲は成る程度任意に設定で きるが、自動車の電気機器の設計動作電圧、即ち現在使用されている大抵の自動 車では１２ボルトの付近に設定するのが好ましい。

本発明で使用され、以下に説明しようとする例で選ばれたソリッドステートスイ ッチ回路４０はＭＯＳＦＥＴ）ランジスタを包含しており、これは比較器回路３ ８の出力よりも高い電圧でなければ作動しない。それ故、パルス信号増幅回路４ ２を設けて比較器３８の出力信号を増幅する。倍電圧回路４４を使用して増幅器 ４２を駆動してソリッドステートスイッチ４０を作動するだけの高い電圧を生じ させる。交流発電機の界磁制御ラインを、第１．２図に示すように端子コネクタ Ｔ１とＴ２によりスイッチ４０へ接続する。

負荷管理システム１０の回路と機能的要素について更に詳しく説明するため第４ 図を参照する。バッテリーの電力を端子Ｔ３で給電レール１２へ加える。説明の 上ではこの端子Ｔ３は自動車のバッチＩＪ−Ｂへ接続された普通の正端子とする 。接地レール１４を端子Ｔ６に接続して大地Ｇへ接続する。キースイッチ端子Ｔ ５も自動車のキースイッチＫを介して自動車のバッテリーＢの正側へ接続する。

バッテリーの電力をキースイッチ端子Ｔ５へ加えるとき、トランジスタＱ２はオ ンとなり、そしてそれのコレクタは接地電位となる。その結果抵抗Ｒ２に電流が 流れてＰＮＰトランジスタＱ１はオンとなり、そしてモトローラ（商標）ＴＬ４ ３１　ＬＣＰのようなプログラム可能ツェナー集積回路ＩＣＩへ電力を加え、こ のプログラム可能ツェナー集積回路ＩＣＩは調整式分路レギュレータとして働き 、精確な基準電圧レギュレータ３４として本文では参照する。本質的にＩＣＩは 、分圧抵抗Ｒ５とＲ６との間の点で、本例では２．５ボルトというような一定の 電圧をもたらす。抵抗Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ９、ＲＩＯは一緒になって抵抗回路 網として働き、以下に詳述するこの回路の機能を達成する値と信号とを得るよう に設計されている。

この例では７．７５ボルトであるのが好ましい、精確な電圧信号が、分圧抵抗Ｒ ５、Ｒｅと集積回路ＩＣＩとによりレール２０に形成される。レール２０の精確 な電圧信号とタイマー集積回路ＩＣ２、例えばナシロナルセミコンダクタ（商標 ）ＬＭ５５５と、コンデンサＣ５、Ｃ９から成る交流分圧器とを使用して、７゜ ７５ポル）ノｚ（イアスレベルを中心としてｏ２ボルトの範囲でライン２５の上 で変化する三角形波を作成する。本質的に、集積回路ＩＣ２は、レール２０から の ７．７５ボルトの３分の１の最小電圧と７．７５ボルトの３分の２の最大電圧を 存する三角形波を発生する。

第５ｂ図に示すように、この例でＩＣ２がライン２３に出力する三角形波は、約 ２５ボルトの最小値から約５０ボルトの最大値へ変化する。この三角形波はコン デンサＣ５、Ｃ９から形成した交流分圧器により１０：１の比で減少され、約０ ．２５ボルトの最小値と約０．５ボルトの最大値との間で変化する小さい三角形 波となる。即ち、その三角形波は約０２ボルトの範囲にわたって変化する。この 小さい、０．２ボルトの三角形波にレール２０からの精確な７．７５ボルトでバ イアスをかけて、第５ｃ図に示される三角形波を作成する。この三角形波は７． ７５ボルトのバイアス電圧を中心として、最小的７．６５ボルトと最大的７．８ ５ボルトの間を変化スる。コンデンサＣ４は、ローパスフィルタ回路網としての 交流分圧器のコンデンサＣ５、Ｃ９と組合せて働く。抵抗Ｒ１１はＩＣ３のオペ アンプステージ２２のバイアスレベルをビン５にセットする。

第５Ｃ図のバイアスされた三角形波信号を集積回路ＩＣ３、例えばナシロナルセ ミコンダクタ（商標）ＬＭ３９２のオペアンプステージ２２のビン５に印加する 。第５Ｃ図に見られるバイアスされた三角形波信号は、スイッチＳＷ１の位置に 依存して抵抗Ｒ２０又は抵抗Ｒ８及びダイオードＤ８を経てバッテリー電圧によ り抵抗Ｒ１Ｂを介して更にバイアスされ、第４図に示されているように、抵抗Ｒ １９及びコンデンサＣＩＯの状態に依存してオペアンプステージ２２のビン６に 印加される。抵抗Ｒ１８、Ｒ１９、Ｒ２０及びコンデンサＣＩＯのオペアンプス テージ２２におけるネット効果は出力電圧ピン７に傾斜（ランプ（ｒａｍｐ）） 電圧をもたらすことである。これはコンデンサＣＩＯによりＲＣ時定数に起因し てビン６に関する電圧を徐々に形成するからである。従って、ＩＣ３のオペアン プステージ２２は、本例では傾斜電圧発生器である。オペアンプステージ２２の ビン７における出力電圧は抵抗Ｒ２１を介して再びバッテリー電圧と結ばれて抵 抗Ｒ１４及びＲ１５により分割され、集積回路ＩＣ３の比較器ステージ２４のビ ン２に印加される。これはバッテリー電圧入力をランプさせて明らかに変調され たバッテリー電圧を創生じ、この変調バッテリー電圧は、パルス幅変調器３６に より再生され比較器ステージ２４のビン３に印加されるものと同一のバイアス化 三角形波と比較される。

ＩＣ３の比較器ステージ２４は、バッテリー電圧に由来し且つバッテリー電圧と 直接的に関係するランプ化基準電圧とビン３における三角形波信号を比較して、 ビン２おける基準電圧とビン３における三角形波電圧との間の差に直接関係した 幅を有するパルス化波形をビン１において発生させる。比較器ステージ２４のビ ン１におけるこの出力はハイ又はローの何れかであるディジタルパルスである。

ビン２における出力の一つをランプ化する効果は、バイパルスの幅を広くシ、相 当してローパルスの幅を狭クシ、その結果徐々に上昇させて適宜なパルス幅にな す。

更に詳しく説明すると、抵抗Ｒ１４とＲ１５とが形成する分圧器は、実際のバッ テリー電圧に比例し、ビン３のバイアスされた三角形波の範囲内にある基準電圧 をビン２につくるよう設計されている。ここでの例では、約　１２．６ボルトの バッテリー電圧が約７８ボルトの電圧をビン２につくり、１１．９ボルトのバッ テリー電圧が約７．６５ボルトの電圧をビン２につくる。ＩＣ３の比較器ステー ジ２４は本質的にオープンコレクタのオン／オフ比較器である。すなわち、それ はビン１を大地へ接続できる内部スイッチを有している。オペアンプステージ２ ２と比較器ステージ２４とは両方とも同じＩＣ３の部分であるので、大地へのビ ン１の接続は内部であって、第４図には示されない。ビン３の電圧がビン２の電 圧と釣合うと、比較器ステージ２４は、その釣合いが生じたときビン３の三角形 波が上昇しているか、又は下降しているかによってビン１の内部スイッチを接地 としたり、又は非接地とする。

比較器ステージ２４がビン１を接地へ切替えると、ビン１の出力は当然ながら０ ボルト、すなわち「ロー」となる。比較器ステージ２４がビン１を接地へ切替え ないと、ビン１の出力はライン４１の電圧と同じである、すなわち「ハイ」であ る。

その結果は、バッテリー電圧は１１．９ボルト又はそれ以下であると（ビン２で ７．６５ボルト又はそれ以下に分割され且つランプ化されている）、ビン１は接 地に切り替わらない位置に徐々に至り、ビン１の出力電圧は、第５ａ図に示され ているように常に「ハイ」となる。

他方、バッテリー電圧が　１２．６ボルト又はその付近であると（ビン２で７． ８５ボルト又はそれ以上の値に分割され且つランプ化されている）、比較器ステ ージは切り替えられ接地されたビン１を常に有しており、従ってビン１の出力電 圧は、第５ａ図に示されているように常に「ロー」である。

バッテリー電圧が１１９ボルトと　１２．６ボルト（ビン２で７８５ボルトと　 ７．８５ボルトとの間の値に分割低下され、且つランプ化されている）との間で ある場合には、比較器ステージ２４は大地とライン４１の電圧との間でビン１を 前後に振らせ、こうしてビン１の出力を「ロー」と「ハイ」との間で変化するパ ルス信号とする。ビン１の「ハイ」と「ロー」の出力パルスの幅は、ビン２で比 例充電範囲の境界電圧７６５ボルトと７．８５ボルトの間で分圧降下され、且つ ランプ化されたバッテリー電圧レベルにより変わる。例えば、第５ｄ図に示すよ うに、約１２４ボルトのバッテリー電圧が基準電圧７．８０ボルトへ分圧降下さ れ、ランプを介してビン２へ加えられると、比較器ステージ内の大地への内部ス イッチはオフとされ、ビン３のバイアスされた三角波がビン２で約７．８０ボル ト以上であると、ビン１に「ハイ」の出力が現われる。

しかしながら、比較器ステージ２４の内部スイッチが大地へ切替えられ、ビン３ の三角波電圧が基準電圧７，８ｏボルトより低ければ、ビン１に「ロー」出力を 発生する。それ故、１２４ボルトのバッテリー電圧では、ビン１のパルス出力は 、第５ａ図及び第５ｄ図に示すように、長い幅の「ロー」出力と短い幅の「ハイ Ｊ出力の間を循環する。

バッテリー電圧が約１２２５ボルトに降下して、第５ｃ図に示すように、ビン２ で７．７５ボルトの基準電圧へ分圧降下させられ、且つランプ化されると（ビン ３の三角波のバイアス電圧に等しい）、この例では、そのバイアスされた三角波 は、ビン２の基準電圧以下の幅と基準電圧以上の幅とが同じとなる。こうして、 比較器ステージ２４のビン１は、それが大地へ切替えられていない時間にほぼ等 しい時間大地へ切替えられている。それ故、ビン１の出力パルスの「ハイ」と「 ロー」の幅は第５ａ図及び第５ｅ図に示すようにほぼ等しい。

第５ａ図若しくは第５ｆ図に示すように、バッテリー電圧が、例えば　１２．１ ５ボルトまで降下すると（ビン２では基準電圧７．７０ボルトまで分圧降下させ られ、且つランプ化されている）、比較器のビン１は、基準電圧７．７０ボルト よりも三角波の電圧が低くなっているので、更に短かい時間大地へ切替えられて いる。それ故、ビン１のパルス出力信号は「ロー」の幅が短かく、「ハイ」の幅 が長い反復信号となる。

この比較器ステージ２４の動作の結果はビン１に発生された次第に長く高くなっ たパルス信号であり、このパルスの幅は、もしバッテリーの電圧が直流１２６ボ ルト以上であると、常に「ロー」となり、もしバッテリーの電圧が１１９ボルト 以下であると常に「ハイ」となる。バッテリーの１２．６ボルトと　１１９ボル トの間の範囲でパルス信号出力の「ハイ」と「ロー」の幅は、結局は実際のバッ テリー電圧がその範囲内で変化する程度と直接比例して変化する。「ハイ」は、 バッテリーの電圧が１＋、９ボルトに近づくにつれて長くなり、そしてバッテリ ーの電圧が１２，６ボルトに近づくにつれて短かくなる。

ビン１のこのパルスを使ってＭＯＳＦＥＴ）ランジスタＱ６を駆動する。このト ランジスタはソリッドステートスイッチ４ｏとして働く。しかしながら、ＭＯＳ ＦＥＴＱ８を駆動するには少なくとも１０ボルトを必要とする。ビン１のＩＣ３ はＭＯＳＦＥＴＱ６の容量性負荷を駆動するだけの電力を有していないので、そ の信号を増幅してＭＯＳＦＥＴＱ８を駆動できるようにしなければならない。そ れ故、ビン１からのパルス信号を増幅回路４２により増幅する。この増幅回路は ＮＰＮ）ランジスタＱ４とＰＮＰトランジスタＱ５とから成る。

バッテリーは増幅器４２を駆動するだけの高い電圧を供給できないので、高電圧 源が必要となる。この例では倍電圧回路４４が増幅器４２のための高電圧源とな っている。倍電圧回路４４において、コンデンサＣ６はＤ２、Ｄ３とＩＣ２ビン ７のトランジスタとを介してバッテリーの電圧へ交互に充電され、Ｑ３によりラ イン４５に放電されてライン４５の電圧を２倍にする。コンデンサＣ７はフィル タとして作用して回路４４がつくる電圧を平滑にする。Ｄ４と直列の抵抗Ｒ１７ は増幅回路４２への電力を制限して信頼性を改善し、そしてトランジスタＱ４を 保護する。タイマーＩＣ内で接地する内部スイッチにより、６６０ヘルツという ようなサイクルでトランジスタＱ３はオン・オフする。こうして、ライン４１に より増幅器回路４２へ供給される電圧は、バッテリーＢの電圧の約２倍である。

スイッチ４０のＭＯＳＦＥＴ）ランジスタＱ６はコネクタ端子ＴＩ、Ｔ２により 交流発電機の界磁Ｆ（第４図には示されていない）と直列に接続されていて交流 発電機Ａ（第４図に示されていない）の出力を調整する。フォード（商標）の自 動車に使用されているものの典型的な交流発電機回路のための、第１図に示すよ うに、そしてクライスラ　−（商標）の自動車に使用されているものの典型的な 交流発電機回路のための、第２図に示すように、コネクタ端子Ｔ１とＴ２は交流 発電機の界磁ＦルギュレータＲそしてバッテリーＢと直列に接続されている。抵 抗Ｒ１ＢはシャットダウンにおいてコンデンサＣ７の電荷を流し、トランジスタ Ｑｅを保護する。

真空スイッチＳＷ１は究極的にＭＯＳＦＥＴ：Ｔ）ランジスタＱ６の出力を制御 し、このトランジスタＱ６は自動車の交流発電機Ａ（第４図には示されていない ）がバッテリーＢを充電するかどうかを決める。僅かな負荷がかかっているスロ ットル動作エンジンＥ（第４図には示されていない）は高いマニホルド真空をつ くり、その真空は真空スイッチＳＷＩをそれの常時閉の状態に引く。この動作は Ｔ３から抵抗Ｒ２０を介し、抵抗１９を通って、フンデンサＣ工０によりランプ 化され、且つ抵抗Ｒ１８を通って、パルス幅変調器３６により生じたバイアスさ れた三角波信号に接続されつつ、ランプゼネレータ２２のビン６ヘバツテリーＢ の全電圧を送り、それにより、ＩＣ３のビン６をそれの線形動作点より上にバイ アスする。このバイアスの効果は、集積回路ＩＣ３のランプステージ２２の出力 を（ビン７で）それの最大正電圧へランプ化するところにある。

ＩＣ３のランプステージ２２のビン７でのこのランプ化された出力が抵抗Ｒ１４ を介してバッテリー電圧につながれて、ビン２でＩＣ３の比較器ステージ２４へ 送られると、ビン２の電圧は徐々にとン３の分圧降下させられたバッテリーの基 準電圧よりも高くなり、ｌＣ３の比較器ステージ２４のビンエでの出力は徐々に 増幅された高い信号のパルス信号となる。ＩＣ３のビン１でのその結果としての 高い信号出力はトランジスタＱ５をオフとし、そしてトランジスタＱ４をオンと して、それによりビン１からの高い信号をライン４１の倍電圧で増幅し、そして それをＭＯＳＦＥＴ）ランジスタＱ６のゲートへ送る。こうしてＭＯＳＦＥＴ） ランジスタＱ６は、真空スイッチＳＷＩがそれの常時閉、高真空位置にあるとき バイアスされて完全にオンとなる。ＭＯ８ＦＥＴトランジスタＱ６がオンである と、交流発電機の界磁巻線回路（図示せず）はソリッドステートスイッチ４０の ＭＯＳＦＥＴ）ランジスタＱ８を介して閉じられ、それにより交流発電機の界磁 巻線を付勢して交流発電機がバッテリーＢを充電するようにする。

従って、エンジンが無負荷もしくは軽負荷状態で動作していて、マニホルドの真 空度が高いとき、交流発電機の巻線が励起される場合の間隔は、それが常に励起 されているポイントに対して徐々に長くなり、そして交流発電機は常に正常、且 つ通常の方法で充電している。

ランプステージ２２を介するバッテリー電圧のランプ化の効果は、交流発電機Ａ がバッチＩＪ−Ｂ及び種々雑多の電気負荷Ｍに対してフル稼働による充電をすぐ には開始せしめられないことにあり、それは重負荷Ｍの動作の急激な変化をもた らすものではなく。

むしろ交流発電機Ａはその充Ｎ能力をより長いバーストを増すことに用いながら 、徐　々に作動する。従って、丘の頂上に到達した場合や、アクセルペダルの踏 み込み解除により加速が停止された場合等によく起こるように、エンジンＢが突 然重い負荷から軽い負荷に転じた際でも、重負荷Ｍの動作は急激に変化しない。

例えば、ヘッドライが、あたかもドライバーがそのヘッドライトを暗から明に切 り換えたかのように急に明るくなったりするようなことはない。

エンジンが重負荷状態で動作しているとき、例えば加速しているとき、そのマニ ホルドの真空度は低く、そのためスイッチ３２の真空スイッチＳＷＩをその常時 開位置に引いてスイッチＳＷ１を接地する。これにより抵抗−Ｒ２０からランプ 発生ステージ２２、抵抗−Ｒ８、ダイオードＤ８に対してバッテリー電圧を印加 せしめる要素が切り換えられる。コンデンサＣ２は不注意によるダイオード８の 閉鎖を防止するためにダイオード８付近ののバッテリー電圧を消去する。この段 階において、第５ａ図に示すように、比較器回路３８は上述のごとく機能してビ ン１に信号を発生する。バッテリー電圧が低いときに（１２６ボルト以下）、抵 抗８とダイオード８にバッテリー電圧が通ると、ダイオード８が通電しているた めに、始動発生ステージ２２へのバッテリー電圧の常態の供給がなされ、交流発 電機がフル稼働充電に向かって増大しつつ徐々に作動する。反対に、バッテリー 電圧が高いとき（１２，６ボルト以上）には、ダイオード８が通電を停止して交 流発電機はたちまち作動停止される。

更に具体的にいえば、エンジンが重負荷状態で動作していて、バッテリーＢが一 杯に充電されている、すなわち１２．６ボルトもしくはそれ以上の電圧であると 、ピン１の出力は一定の低い電圧である。この低信号は増幅器４２のトランジス タＱ４をオフとし、そしてそれはＰＮＰ　）ランジスタＱ５をオンとしてＭＯ８ ＦＥＴＱ８のゲートをＱＢの源よりも低い電圧にする。この動作がバイアスを取 去ってＭＯ８ＦＥＴＱ６をオフとし、ソリッドステートスイッチ４０を開き、こ うして交流発電機の巻線回路を開いて交流発電機が充電しないようにする。こう して、バッテリーが一杯に充電されており、エンジンが負荷状態で作動している ときは交流発電機は不能とされ、充電しないようになる。交流発電機が充電して いないと、それは既に負荷がかけられているエンジンにさらに負荷を加えること とはならない。

エンジンに負荷がかかっており、そしてその負荷がかかっている間バッテリーが 一杯に充電されていない、もしくは一杯に充電されたままになっていないとき、 例えばヘッドライトや他の大きな電流を消費する電気付属品がオンとなっている ことで長期負荷がかかっているとき、例え既に負荷がかかっているエンジンへ更 に負荷をかけることになっても、交流発電機にはバッテリーを充電させる。例え ば、バッテリーの電圧が１２６ボルトよりも降下し、そして負荷のかかっている エンジンの真空スイッチＳＷ１がそれの常時開の位置にあると、ＩＣ３の比較器 ステージ２４は、上に説明したようなパルス化した矩形波信号を出力する。これ らのパルス矩形波信号は、第５ａ図に示し、且つ上述したように、極めて短い幅 のハイから徐々にバッテリー電圧により規定された適宜な幅のハイに移行する。

この高低のパルス信号によりスイッチ４０のＭｏ５ＦＥＴＱ８は交流発電機の界 磁回路を周期的に開閉して、交流発電機はその全能力をあげてではないが、充電 をする。バッテリーの電圧が低い程、交流発電機の界磁回路は長く閉じられてお り、それだけ交流発電機はそれの能力全開に近い状態で充電する。この例では、 バッテリーの電圧が１１９ボルトもしくはそれ以下に降下したとき、比較器ステ ージ２４のピン１での出力は、絶えず「ハイ」信号を出力するポイントに対して 「ハイ」の間隔を徐々に長＜シ、それに伴って「ロー」の間隔を短くし、それに よりＭＯ８ＦＥＴＱＥ３を閉状態に保つ、すなわち常時オンにする。こうして、 バッテリーの電圧が低い状態では、交流発電機の界磁回路は閉じられたままとな り、モしてエンジンの負荷を無視して、能力全開で充電する。

交流発電機による充電の増減、従ってエンジンからの動力の流失の増減は、上述 の１２．６ボルトから１１．９ボルトの範囲では、比較器ステージ２４のビン３ へ加えられる三角波の電圧増減の割合又は傾斜が一定であるので、はぼ線形であ る。このためその範囲内ではバッテリー電圧に反比例の関係でバッテリーを充電 することとなる。

真空スイッチＳＷＩはＬＥＤｌを制御し、真空状態を指示する。

ダイオードＤ５、Ｄ６、Ｄ７はＭＯ８ＦＥＴＱθを保護している。

ツェナーダイオードＤ６は約１４ボルトにセットされてＭＯＳＦＥＴをそれの規 格２０ボルト（最大）より小さいバイアスを与える。シぎツェナーダイオードＤ ７はノ＜、テリーＢへ正のスパイク（これは交流発電機の界磁回路を開くとき発 生する）を放出し、モしてシ四ットキーダイオードＤ５は負のスパイクを大地へ 放出する。

端子Ｔ８へのライン４６は補助であり、そして本発明の負荷コントローラをスロ ットルロッドもしくは他の入力コントＯ−ｋ（図示せず）へ接続するのに使用で きる。この補助接続は例えば、真空スイッチＳＷ１が作動しないようなマニホル ドの真空度しか有しないディゼルエンジンに使用できる。

本発明のエンジン負荷管理システムの第２の好ましい実施例５０を第６−８図に 示す。この負荷管理システム５ｏは、ゼネラルモーターズコーポレーシｄンが製 作する自動車又はこれに似た設計の自動車に普通装備されている交流発電機によ るバッテリー充電システムに使用するのに特に適している。第６図に示すエンジ ン負荷管理システムでは、エンジンＥはベルトドライブＤを介して交流発電機Ａ を駆動する。交流発電機Ａは電力を発生してバッテリーＢを充電し、そして自動 車の種々の電気負荷を作動する。

ゼネラルモーターズのシステムにおける交流発電機Ａの界磁巻線Ｆは、バッテリ ーＢからの正の界磁制御ライン５１により励起される。ライン５２．５３は、本 発明の負荷管理システム５０を自動車に装備していないときバッテリーＢの正端 子を電圧調整器Ｒへ接続する一本のリード線であるのが普通である。電圧調整器 Ｒは、バッチＵ−Ｂが閣僚値、通常、約１４ボルト以下に降下するときを感知し 、そしてそのとき界磁制御回路を閉じて界磁巻線Ｆを励起して交流発電機が充電 するようにする。ある電圧調整器は交流発電機の充電容量における比例的増大又 は減少を許容する。

ゼネラルモーターズの自動車の電圧調整器は、第８図では便宜のため別の要素と して示しているが、交流発電機内に取付けられているのが普通である。エンジン が回転すると、充電発電機から電力を界磁Ｆに内部で供給する。しかし、エンジ ンの始動中、自動車のダツシュボードすなわち計装パネルの点火キースイッチに と指示灯りとを介して最初は外部回路から界磁Ｆを励起する。この外部回路５４ は電圧調整器Ｒをバイパスして界磁制御ライン５１へ至り、そして普通のゼネラ ルモーターズの規格のシステムでは本発明の負荷管理システム５０により外部回 路５４は中断されることはない。

第８図に示すように、キースイッチにと指示灯りの後で始動回路５１内にそして バッテリーＢと電圧調整器Ｒとの間でライン５２．５４に本発明の負荷管理シス テム５０を装備するのが好ましい。負荷管理システム５０の真空スイッチ３２に より感知されるのであるが、エンジンに重い負荷がかかっているときは、負荷管 環システムは端子Ｔ３にバッテリーが実際につくる電圧よりも高い電圧を端子Ｔ ４につくることができる。この高い、すなわち「昇圧した」電圧は、実際の茶。

ツテリー、電圧よりも高い「見かけの」バッテリー電圧を電圧調整器Ｒへ加える ことにより電圧調整器Ｒを「欺いて」、電圧調整器Ｒに交流発電機Ａの充電機能 を低下もしくは停止させてしまう。勿論、この交流発電機の充電減少もしくは停 止は、交流発電機Ａがエンジンに加える負荷を減少もしくは排除する。

他方、エンジンからのマニホルド真空度が高く、エンジンの負荷が重いことを示 しているときは、負荷管理システム５０は、端子Ｔ３の実際のバッテリー電圧と 同じ電圧を電圧調整器Ｒへの端子Ｔ４に与える。それ故、そのような無負荷又は 軽負荷状態では、交流発電機の充電システムはバッテリーＢを一杯に充電するよ う作動する。

エンジンに負荷がかかっている状態で端子Ｔ４の電圧が昇圧される程度は、負荷 管理システムで任意所望のレベルに設定できる。

もしこの任意の「昇圧」分で補償できない程バッテリーが放電してしまうと、電 圧調整器Ｒはエンジンにかかる負荷を無視して、交流発電機Ａに充電させるよう にする。自動車の電気付属品を作動するだけの最少限の電圧は常に得られること を保証するため以下に説明する回路設計例では昇圧電圧を約２．５０ボルトのレ ベルに、すなわち、見掛けの昇圧電圧を実際のバッテリー電圧よりも高い約２． ５ボルトに設定している。

あるゼネラルモーターズの自動車では、界磁Ｆが一度不能化されると、エンジン 速度がある閣僚回転数まで上るまでは交流発電機は再び充電をすることはない。

それ故、本発明の負荷管理システム５０によりエンジン負荷状態で交流発電機Ａ が停止してしまい、アイドリングでの低いエンジン速度では再び発電しないとい うことから生じる問題を排除するため、負荷管理システム５０は、初期エンジン 始動回路をまねる「始動」電圧を端子Ｔ７に自動的に加える。この端子Ｔ７の擬 似「始動」電圧（これは高真空への戻りによりトリガーされる）は回路５４を介 して界磁Ｆを励起して交流発電機Ａを再発電させて再び充電させる。

第７図を参照すると、負荷管理システム５０はパワー・オン許容スイッチ回路６ ０を含んでおり、この回路は、典型的に指示灯りを介して端子Ｔ５へ自動車の点 火キーＫから給電すると、集積回路ＩＣＩと精密電圧基準回路７０とへバッテリ ーから電力を供給する。ライン８１はキースイッチＫから上述の「始動」回路５ ４の端子Ｔ７を介して界磁への電力をバイパスする。

自動車のエンジンＥ（第７図には示していない）からのマニホルドの真空度を感 知する真空スイッチ８０は、端子Ｔ７を介して「始動」回路５４にバッテリー電 圧を加え、負荷管理システムによりそれが停止された後にその界磁Ｆが励起され ることを確実なものとしている。この電圧は上述の指示灯しにより制限されない 。

低真空すなわちエンジンに重い負荷がかかることによりＩＣＩがオンにされると 、発振回路９０はＩＣＩの矩形波発振器９５と関連して作動してビン１１．１４ に矩形パルス波をつくる。この矩形波はブースト電圧発生器１００により利用さ れて、「昇圧」電圧をつくる。上に説明したように、この昇圧電圧は接続点１０ ２でライン１０１の実際のバッテリー電圧へ加えられて、実際のバッテリー電圧 よりも高い「見掛けの」バッテリー電圧を端子Ｔ４につくる。端子Ｔ４のこの「 見掛けの」バッテリー電圧は自動車の電圧調整器を「欺して」、例えバッテリー が一杯に充電されていなくても、エンジンＥに負荷がかかっているとき交流発電 機Ａ（第７図には示されていない）の界磁Ｆを減勢する。

ブースト電圧発生器１００は増幅回路１１０を含み、この増幅回路は、ＩＣ１内 の矩形波発生器がつくる矩形波を増幅する。増幅された矩形波は、バッテリー電 圧でバイアスされている逓減変圧器回路１２０により低圧とされ、そして整流回 路１３０により整流されてライン１３１に所望の昇圧電圧を発生する。この線１ ３１の昇圧電圧は上に説明したように、接続点１０２でライン１０１のバッテリ ー電圧へ加えられる。

ライン１３１の昇圧電圧は所定の一定値、ここに説明している例では２．５ｏボ ルトに保たれるのが好ましい。それ故、昇圧電圧を一定レベルに保つコントロー ルが設けられている。この例ではこのコントロールはＩＣＩの精密電圧発生器７ ５、ランプ化された精密電圧基準回路７０、そしてＩＣＩの比較器１４２である 。ＩＣ１の精密電圧発生器部分７５は、この例では５．０ボルトの一定の精確な 電圧を発生し、ランプ化された精密電圧基準回路７０はこの電圧を使用して、バ ッテリー電圧に直接比例して変化する所定の所望レベルこの例では約３．５ボル トの精確なランプ化された電圧基準をつくる。ＩＣＩの比較器部分１４２は、ビ ン１を介する精密電圧発生器７５からの一定電圧を、ランプ化された精密電圧基 準回路７０により発生したビン２を介するランプ化された精密基準電圧と比較す る。もし精密電圧発生器７５からの一定電圧がたたまランプ化された基準電圧と 同じ、例えば、３５ポルトであれば、何も変化は起こらない。しかし、比較器１ ４２がこれら二つの電圧が異なることを検知したときは矩形波発生器９５が矩形 波パルスの幅を調整することによりライン１３１に発生した昇圧電圧を 増減して所望レベル、例えばＮ　２．５０ボルトに戻す。

ＩＣＩとの関連で保護回路１４０を設けて回路の要素例えば矩形波増幅回路１１ ０のトランジスタを過負荷と損傷とから保護する。保護回路は、増幅器・１１０ がつくる閣僚の最大電圧パルスを越える電圧を検出すると、ＩＣ１にそのパルス の幅に相当する時間中作動停止させる。

勿論、エンジンの負荷が重くなく、マニホルドの真空度が真空スイッチ８０をオ フとさせるに足るものであるときは（常時は閉状態にある）、バッテリー電圧は ランプ化された精密電圧基準回路７０に配され、端子７を介して「始動」回路５ ４に印加されて、交流発電機充電システムが徐々に通常のやり方で作動する。

上に説明した動作を遂行するよう設計された回路の一例を第８図に示す。バッテ リーの電力は負荷管理システム５０の入力コネクタ端子Ｔ３へ接続され、そして コネクタＴ８を接地する。端子Ｔ５も指示灯りと点火キースイッチＫを介してバ ッテリーへ接続される。キースイッチＫによりキースイッチ端子Ｔ５ヘバッテリ ーの電力が加えられると、パワー・オン許容スイッチ６０のトランジスタＱ２は オンとなり、そのコレクタは大地電位に下がる。

Ｒ２を流れる電流によりＰＮＰ　）ランジスタＱ１はオンとなる。

オンになると、トランジスタＱ１は集積回路ＩＣＩ　（シリコンジェネラル（商 標）が製造したタイプ５Ｇ３５２４Ｂのような調整パルス幅モジュレータもしく はそれと均等なもの）のビン１５、ランプ化された精密電圧基準回路７０のラン プ発生ステージ７２へ電力を加える。ステージ７２は、抵抗Ｒ５、Ｒθ、Ｒ７、 及びＲ１２、並びにコンデンサＣ８とともに、第４図に示し、且つ上述したごと く、オペアンプステージ２２、抵抗Ｒ１４、Ｒ１８、Ｒ１９、及びＲ２１、並び に負荷管理システム１０のコンデンサＣＩＯと同様に機能する。このランプ化さ れた基準電圧は実際のバッテリー電圧の関数として変化し、そして調整パルス幅 モジュレータＩＣ１のビン２の誤差増幅ステージの非反転入力側に加えられる。

精確な基準電圧発生回路７５によりＩＣＩのビン７５にもたらされた一定の電圧 は、上述のように、ＩＣ１のビン１に印加される。ＩＣＩのビン１．２における ２つの入力は、ＩＣ１内で比較される。その比較結果はＩＣＩによりプッシュプ ル出力、ビン１１及び１４にもたらされる矩形波のパルス幅の設定に利用される 。

抵抗Ｒ１４、Ｒ１７を流れる電流はＩＣＩのトランジスタを駆動してビン１１． １４に矩形波出力を作成する。コンデンサＣ１０はライン６５におけるバッテリ ー電圧を掃引し、従って、ライン６５における電圧は平均バッテリー電圧以上で あったものだけとなる。第１実施形に関して述べたように、ビン１１及び１４に おける出力は矩形波であり、抵抗Ｒ５を介し端子Ｔ３においてバッテリー人力に 接続されているので、ランプ発生器ステージ７２のランプ化特性によりビン１１ 及び１４に生じたバイパルスの幅はバッテリー電圧に相当する成る一定の電荷レ ベルにバッテリーが達するまで徐々に広がる。

ビン１１及び１４に出現した矩形波出力は増幅器回路１１０のトランジスタＱ３ 及びＱ４を駆動し、逓昇出力変圧器Ｔ１に電力を与える。本例においてビン１１ 及び１４における電力は変圧器Ｔ１を駆動するには十分ではないので、上記の増 幅器回路１１０が必要とされる。抵抗Ｒ１５、Ｒ１６はトランジスタＱ３、Ｑ４ のベースバイアスを逃がしてスイッチング速度を高める。トランジスタＱ３とＱ ４はそれぞれＩＣＩのビン１１．１４における矩形波出力の対向側を増幅する。

この増幅された矩形波は変圧器Ｔ１の中心タップ付き一部コイルの両側を交互に 流れ、該変圧器のリンギングを制御する。

変圧器回路１２０の中心タップ付き変圧器Ｔ１は、２次巻線の各半部に約３０ボ ルトの半サイクルの矩形波を作成する。しかしながら、この３．０ボルトの出力 は中心タップでバッテリー電圧だけバイアスされている。それ故、変圧器Ｔ１の 実効出力は２つの半サイクル矩形波であり、それぞれは実際のバッテリー電圧よ り約３０ボルト高い。２つのショットキーダイオードＤ２、Ｄ３を備えている整 流器１３０は２つの半サイクルの矩形波を整流し、組み合せて整流した昇圧電圧 出力をもたらす。この整流された昇圧電圧出力はコンデンサＣ７によりスムース 化され、ダイオードＤ５を介して出力端子Ｔ４に送られる。

ジャンクシ日ソ１０２においてダイオードＤ４は端子Ｔ４の昇圧電圧がバッテリ ーヘショートバックしないようにしている。変圧器Ｔ１の出力はバッテリー電圧 よりも約３．０ボルト高いけれども、整流ダイオードＤ２、Ｄ３とダイオードＤ ５の電圧降下とダイオードＤ４によるバッテリー電圧の降下とにより端子Ｔ４の 「見掛けの」昇圧電圧は実際のバッテリー電圧よりも約２，５ｏボルト高いもの となる。抵抗Ｒ１３は、真空スイッチ８０がＩＣＩを遮断し、交流発電機を正常 動作に戻す場合にＴ４の昇圧電圧を消散させる。

エンジン負荷が重くてエンジンマニホルド内の真空度が低くなると、真空スイッ チ８０は開位置（接点に接触しない位置）に切り替わり、抵抗Ｒ８を介してダイ オードＤ７を接地させ、導通状態になし、又精確な基準電圧発生回路７５からの 基準電圧をランプ化電圧発生回路７２のビン５に生じさせる。この作用は、実際 のバッテリー電圧よりも約２．５ｏボルト高い「見掛けの」昇圧電圧を端子Ｔ４ にもたらし、斯くて電圧調整器を「騙して」、さもなくば遮断されない交流発電 機の機能を停止させてしまう。一方、マニホルド内の真空度が回復する場合には 、真空スイッチが正常の閉位置に切り替わり、抵抗Ｒ９を介してバッテリー電圧 をランプ化電圧発生回路７２に送り、斯くて交流発電機は徐々に正常の動作を開 始するようになる。

抵抗Ｒ１８とコンデンサＣ４とは、ＩＣ１の誤差増幅器ステージの補償部材とし ての役目を果たす。保護回路１４０の一部とも見做すこともできるエミッター抵 抗Ｒ１９は、ＩＣ１の電流限界電圧降下（閣僚値は２ｏｏミリボルト）を設定す る。この保護回路１４０は、本質的には、増幅器１１０のエミッター抵抗Ｒ１９ の電圧降下を感知する。仮に、このエミッタ抵抗Ｒ１９の電圧降下が閣僚値であ る２００ミリボルトを超過すると、この過負荷を生じている矩形波パルスが存在 している期間だけ、保護回路はＩＣＩを遮断してトランジスタＱ３及びＱ４や回 路の他の素子を保護する。

エンジンに負荷が掛かっており、そしてＩＣＩが作動して端子Ｔ４に「見掛けの 」昇圧電圧を生じるとき、その「見掛けの」昇圧電圧は第６図に示される自動車 の標準電圧調整器Ｒに印加される。端子Ｔ４の実際のバッテリー電圧よりも大き い２．５０ボルトによって電圧調整器は、バッテリーが一応充電されている、即 ち一杯の　１４ボルトよりも少ないが、少なくとも約１２．０ボルトの範囲にあ るとき、交流発電機の励起巻線を減勢し、斯くてエンジンが重負荷状態で作動し ている場合にエンジンに交流発電機の負荷が掛からないようにしている。仮に端 子Ｔ４におけるバッテリー電圧と　２．５０ボルトの昇圧信号電圧との和が、自 動車の標準電圧調整器Ｒの充電電圧閣僚に対応する正常な充電ポイントよりも低 い場合には、電圧調整器Ｒは交流発電機の界磁巻線Ｆを付勢し、バッテリーを必 要とされるだけ充電する。

エンジンが正常負荷状態で動作している場合、例えば一定速度で所謂クルージン グしている場合には、真空スイッチＳＷ１はその常時閉（ｎ　ｃ）位置に引かれ 、精確なランプ化基準電圧回路７０にバッテリー電圧を印加する。この場合に、 真のバッテリー電圧に近い基準電圧が、第８図に示されるように端子Ｔ３を介し 、ダイオードＤ４を経て端子Ｔ４に印加され、この端子は第８及び７図に示され るように自動車の標準電圧調整器の感知端子へ接続されている。このようにして 、バッテリーの正常な線形充電は行なわれる。

入力端子Ｔ８がライン６３と接続するように設けられており、これは真空スイッ チ８０が不適当な場合には別のトランジスタ（図示せず）からの信号を受は入れ る。例えば、この入力は負荷管理システム５０を、スロットルリンケージもしく は他の適当な機構もしくは負荷関連の作動装置の運動センサへの接続により、デ ィーゼルエンジンに適応させるために使用される。

第９−１０図に示されている本発明の好ましい第３実施形１５０は、ボッシュが 設計した又はこれに類似する設計の自動車用交流発電機システムに適している。

この第３実施形１５０は第２実施形に類似してはいるが、ボッシュ型の交流発電 機システムとゼネラルモーターズ型の交流発電機システムとの間の設計の差異に より必要とされる幾つかの相違点を有している。第９図に示されるように、電圧 調整器Ｒはこのボッシュ型システムにおいて界磁巻線Ｆと大地との間に配置され ている。ボッシュ型システムは電圧調整器Ｒを作動するためにより多くの電力を 必要とする。それ故に、この実施形１５０の目的は、エンジンに負荷が掛かって いる場合、電圧調整器を「欺して」交流発電機を早目に停止させてしまうために 正常バッテリー電圧へ約１．８５ボルトの「昇圧」電圧を印加するものであり、 従って大電流を許容する回路素子が要求されている。それ故、第１０図に示され ている実施形例１５０の回路に関するの説明は、第８図の回路と異なる部分だけ に留める。

第１０図によれば、バッテリー電源は入力端子Ｔ３に接続され、端子Ｔ６は大地 へ接続されている。入力端子Ｔ５は点火キースイッチＫを介してバッテリー電源 に接続されている。

端子Ｔ５へ給電すると、トランジスタＱ２はオンとなって、そのＰＮＰ　）ラン ジスタＱ２のコレクタとのベースとを大地電位に引下げ、トランジスタＱ１をオ ンとし、集積回路ＩＣＩ　（シグネチックスの製品、タイプ５Ｇ３５２８、又は その機能的等硬物であることができる調整式パルス幅変調器）のビン１７に電源 電圧が印加される。オンになされたトランジスタＱ１はバッテリー電圧のバイア スを抵抗Ｒ５及びＲＩＯに印加する。これらの抵抗は回路７０に基準バッテリー 電圧をもたらす回路網としての機能を果たす。コンデンサＣ１はスムース化をも たらす。

ビン１８に掛かる精確な一定電圧と関連しているＩＣ３、抵抗Ｒ５、Ｒ６、Ｒ９ 、ＲＩＯ及びコンデンサＣ１２からなる基準電圧回路７０のランプ化ステージ７ ２は、バッテリー電圧の関数として変化する精確な値である、直流約３５ボルト の基準電圧を作成する。この基準電圧回路７０は、調整式パルス幅変調器ＩＣＩ の比較ステージ１４２の非反転側の入力ビン１へ基準電圧を印加する。ＩＣＩの 基準ビン１８に発生した精確な一定の電圧はｂｈＣｌｈの反転入力２に印加され 、斯くて比較器１４２に二次的な比較入力をもたらす。

ＩＣＩのビン１及び２における入力は比較され、この比較結果はビン１３及び１ ６のプッシュプル出力における矩形波のノイルス幅の設定に使用される。上記の 実施形によれば、ランプ化ステージ７２は、バッテリー電圧により決定される所 望のレベルに至るまで矩形波パルスのパルス幅を広げる。これらの矩形波１＜） レス出力は、逓降出力変圧器に接続された増幅回路１１０のＭＯ３ＦＥＴトラン ジスタＱ３及びＱ４に送られる。抵抗Ｒ２及びＲ３は、ＩＣＩが許容限界電流（ この実施形の場合には３ミリアンペア）に達した場合にトランジスタＱ３及びＱ ４を保護するための引き下げ抵抗であり、出力ピン１３及び１６を開放する。ト ランジスタＱ３及びＱ４は、ピーク電圧を遮断する抑制ダイオードＤ６及びＤ７ によっても保護されている。コンデンサＣ１１はノイズを抑制して矩形波増幅回 路１１０の動作をスムースにするためのものである。変圧器Ｔ１の出力は、バッ テリー電圧により／イイアスをかけられた２つの半サイクル矩形波である。２つ の半サイクルのバイアスされた矩形波の出力はＭＯＳＦＥＴＱ５、ＱＢにより整 流されて直流の約２５０ボルトの直流バイアス（昇圧）電圧を作成し、入力端子 Ｔ３からのバッテリー電圧に印加され、ＭＯＳＦＥＴ）ランジスタＱ７（これは ソリッドステートスイッチとして機能する）を介して出力端子Ｔ４へ送られる。

変圧器Ｔ１の２次巻線の端の特殊巻線はＱＢとＱＢのゲートを駆動する。

ソース抵抗Ｒ２２は調整式パルス幅変調器ＩＣＩ　（これの限界値は　１００ミ リボルトである）の電流制限電圧を設定する。抵抗Ｒ１２は出力変圧器Ｔ１のパ フォーマンスを改善する小さなデッドバンド、即ち中立帯を形成する。コンデン サＣ３と抵抗Ｒ１１はＩＣ１の内部発振ステージの作動周波数をＩ　２０ＫＨｚ に定める。

出力変圧器Ｔ１の出力は、同期整流器（ＭＯＳＦＥＴ）ＱＢ、ＱＢにより整流さ れ、コンデンサＣ７によりスムースになされた上で出力端子Ｔ４へＭＯ８ＦＥＴ Ｑ７を介して送られる。倍電圧回路１６０は変圧器Ｔ１からタップ出しをしてお り、２５−３０ボルトの電圧源を創生じてＭＯ８ＦＥＴＱ７のゲートをバイアス する。

コンデンサＣ５はシステムのノイズを取除く。抵抗Ｒ１４とコンデンサＣ６は出 力変圧器Ｔ１の響き　（ｒｉｎｇｉｎａ）を減衰させる。

コンデンサＣ４と抵抗Ｒ１３とは調整式パルス幅変調器ＩＣＩの回路を安定化さ せる。

第１０図によればＮ　ＭＯＳＦＥＴ　トランジスタＱ７を使用することにより出 力端子Ｔ４の昇圧電圧をゲートして、第９図に示される電圧調整器Ｒに送る。抵 抗Ｒ１５は停止時にコンデンサＣ９を放電させて出力ＭＯ８ＦＥＴＱ７を保護す る。

真空スイッチＳＷ１はＭＯ３ＦＥＴトランジスタＱ７を制御しており、このトラ ンジスタは真空スイッチＳＷ１がそれの常時開、低真空（重エンジン負荷）位置 にある場合には完全なオフ状態になっている。真空スイッチＳＷＩはＬεｏ１を も制御しており、設置及び調節目的で真空スイッチの状態を表示する。

ダイオードＤ１は、エンジンが停止していて、殆んど乃至全く真空状態でない場 合に、キースイッチ入力端子Ｔ５からの正常な始動電流が出力端子Ｔ４を介して 支流発電機の界磁巻線Ｆに達するのを許容する。

真空スイッチＳＷ１が高真空（低エンジン負荷状態）を感知した場合には交流発 電機の界磁巻線（図示せず、自動車の電圧調整器を介して出力端子Ｔ４へ接続さ れている）へダイオードＤ２はバッテリー電圧を接続する。これが、ＭＯＳＦＥ Ｔを介してパルス幅を徐々に広げるので交流発電機を凹状態に徐々に復帰させる のを可能にする。

これまでに説明してきた本発明のすべての実施例において、バッテリーが十分に 充電されているということを条件として、エンジンが最も厳しい状態にあって最 も能率の低い状態で動作している際、バッテリーの充電状態により交流発電機の 負荷の全部か、又は主要部かの何れかをエンジンに掛けないようにする。前記の 状態にあるエンジンは、燃料が送られてもその有効利用ができないのである。エ ンジンがこのような状態にある場合に、エンジンに掛かる交流発電機の負荷を減 少させることにより加速時間は減少し且つ加速に際して少ない燃料しか必要とし ない。このことは燃費の改善と大気汚染の減少とに直接結びつく。加速している 、又は重い負荷を受けているエンジンに対し抗力を減することは、エンジンから の馬力を高め、加速を向上するための出力をもたらし、重負荷状態での操縦を容 易とする。しかしながら、仮にバッテリーの電荷が十分にないと（例えば車両に 装備されている電気機器からの給電要求請が高いと）、交流発電機の界磁巻線は 励起したままであり、加速中又は他の重負荷期間中においてはバッテリーへの充 電が行われる。バッテリーが一杯に充電されている状態（交流発電機がバッテリ ーを充電しないようになされている状態）と最小に充電されている状態（交流発 電機が常にバッテリーを充電するようにされている状態）との間の充電状態であ ると、各実施形によるシステムは交流発電機の負荷の一部をエンジンから切り離 す中間状態になして、交流発電機が全く充電していないとした場合程ではないが 、交流発電機が常に絶えず充電している場合よりも燃料経済を改善し且つ環境汚 染を低減する。この中間状態における各実施例の交流発電機の充電デユーティサ イクルは、バッテリーの電圧が増大していくにつれてそれに比例して減少する。

好ましい第１の実施形は、交流発電機のデユーティサイクルの線形減少の進行を それ自体がもたらす。好ましい第２及び第３の実施形では、適宜なポイントで継 続していくよう設計された自動車の電圧調整器に固有の線形進行サイクルを可能 にする。このようにして、交流発電機にバッテリーが充電を要求するという形で 表われてくる電気系の要請と、燃料経済の改善と大気汚染の減少（これらは、エ ンジンが効率の悪い動作範囲で動作しているときエンジンに掛かる交流発電機の 抗力を最小とし、エンジンの動作が効率の良い動作範囲に入ってくるまで交流発 電機が負荷となることを最大限遅らせることにより実現される）との間の最適妥 協が得られるのである。

第１１図と第１２図とに示す別の、あまり好ましいとは云えない本発明の負荷管 理システムの実施形は、ゼネラルモーターズ型の交流発電機バッテリー充電シス テムに使用できる。パワー・オン許容スイッチ２６０は端子Ｔ５のキースイッチ からの電流により作動され、トランジスタＱ１をオンにする。その結果抵抗Ｒ１ ５を流れる電流がＱ４をオンにし、回路の残りの部分に給電す、る。

基準電圧発生器２９５はツェナーダイオードＤｏと抵抗Ｒ８とを備えており、こ れは基準電圧、例えば約５ボルトを発生し、この基準電圧を電圧比較器ＩＣＯへ 印加する。基準低電圧器２７０はＲ３及びＲ４を備えている成る分圧器であり、 これはバッテリー電圧を約５ボルトに降圧し、この降圧電圧は比較器ＩＣＯに印 加される。電圧比較器ＩＣＯはＤｏとＲ８からの基準電圧をＲ３、Ｒ４からの基 準低電圧と比較する。ＩＣＯの出力は低い。マニホルド内の真空度が低いとき、 すなわちエンジンに負荷が掛かっている場合には、真空スイッチＳＷＯは接地さ れ、すなわち「ロー」となり、ＩＣ１のアンド回路とインバータゲートは信号を 発生して界磁パルス発生器２７５を作動する。

界磁パルス発生器２７５は、一般的にタイマーＡＯと、増幅器ＱＯと、倍電圧回 路（トランジスタＱＯ１Ｑ２、ダイオードＤ２、Ｄ３、Ｄ４、コンデンサＣ１及 び抵抗Ｒ１１を備えている）と、ツェナーダイオードＤＺＯを備えた電圧調整器 とを包含している。

この界磁パルス発生器回路２７５は見掛けの昇圧電圧を発生し、この電圧はツェ ナーダイオードＤＺＯにより約２２ボルトにされ、ダイオードＤ５を介して端子 Ｔ４に印加される。実際の電圧よりも高い見掛けの昇圧電圧はＴ４から自動車の 電圧調整器の感知入力端子に印加され、既述のように電圧調整器を「欺いて」、 電圧調整器により交流発電機を停止させてしまう。

ダイオードＤ６は電圧調整器の感知入力端子にバッテリー電圧を接続し、見掛け の昇圧電圧がバッテリーに戻るのを阻止する。

ダイオードＤ１はＬＥＤであり、真空スイッチＳＷｏの状態の可視指示器として 使用される。

以上の説明は本発明の原理の例示であると理解されたい。当業者にとって変形や 改変は容易であるので、図示され且つ記載された構成や動作に厳密に限定される ものではなく、従って全ての変形物及び均等物は後記の特許請求の範囲に規定さ れる本発明の範哨に属するべきものである。

産業上の応用性 本明細書に記述されている本質に従い本発明品は電気製品製造工業界で生産する することができ、技術的センスから述べれば、本発明は例えば自動車産業のよう に、充電システムを包含しており負荷が繰り返し掛かるエンジンを採用している 産業界で利用される。

第４図 ＳＷ１動作 ６０図 ］コ、９ 第５ｂ図 第５Ｃ図 第５ｄ図 第７図 ＳＷ１’習「υ′イ与＝ ＳＷ１勤ＩＴ べ了ボーＦ゛　　　第１Ｏα図 国際調査報告

Claims (41)

【特許請求の範囲】
1. １．バッテリー電圧が閾位レベルに達した場合に交流発電機の界磁巻線への電流 を遮断することにより交流発電機の発電機能を停止させる電圧調整器を包含する 、交流発電機式バッテリー充電システムを備えたエンジンの負荷を管理する方法 において、エンジンの負荷状態を感知する工程と；交流発電機の発電機能を低減 又は停止するために電圧調整器用に通常設定される閾位レベルにまでバッテリー が充電されていなくても、エンジンに重い負荷が掛かっている場合には、交流発 電機にその発電機能を低減又は停止させる工程とを構えていることを特徴とする 、エンジンの負荷管理法。
2. ２．エンジンに重い負荷が掛かっている場合には交流発電機の界磁励起回路を開 く工程を備えている請求項１に記載の方法。
3. ３．或るレベル値以下では放電させるのが望ましくない互変最小バッテリー電圧 閾位値を確立する工程と、バッテリーの電圧レベルを関知する工程と、仮にエン ジンに重い負荷が依然として掛かっている場合にも、上記の互変最小バッテリー 電圧閾位値に達した乃至該閾位値以下に達したバッテリーが放電しようとする場 合に交流発電機の界磁回路を再励起する工程とを備えている請求項２に記載の方 法。
4. ４．互変最小バッテリー電圧閾位値と、該互変最小バッテリー電圧閾位値よりも 高く且つ通例設定される正常閾位値よりも低く、交流発電機を不作動化させるバ ッテリー電圧閾位値との間で比例充電範囲を確立する工程と、バッテリー電圧レ ベルが上記の比例充電電圧範囲内にある場合に、バッテリー電圧レベルが上記の 互変最小バッテリー電圧閾位値に向かって減少してゆくにつれて交流発電機によ る発電量が増加し、一方バッテリー電圧レベルが上記の交流発電機不作動化閾位 値に向かって増加するにつれて発電量が減少するように、交流発電機の磁界を比 例的に消去してゆく工程を備えている請求項３に記載の方法。
5. ５．励磁電流を可変時間にわたりオンからオフに次第に切替えることによって磁 界を消去してゆく工程を備えている請求項４に記載の方法。
6. ６．エンジンに重い負荷が掛かっており且つバッテリーの電圧レベルが交流発電 機不作動化閾位値よりも上である場合に励磁回路を連続的にオフに切替える工程 と、互変最小バッテリー電圧閾位値に向って放電してゆくにつれて「オン」パル スの幅が増加し且つ「オフ」パルスの幅が減少するように、バッテリー電圧が比 例充電範囲内にある場合に上記の励磁回路をパルス的に制御する工程と、バッテ リーの電圧レベルが互変最小バッテリー電圧閾位値以下で放電する場合に上記の 励磁回路を切り替えて連続的に「オン」状態になす工程とを備えている請求項５ に記載の方法。
7. ７．発振波形を発生することにより励磁回路をオンとオフに切替えるための切り 替え信号を発生する工程と、この発振波形を有する電圧をバッテリーの電圧レベ ルを表わす電圧と比較する工程と、バッテリー電圧を表わす電圧が上記の発振波 形を有する電圧よりも大きい場合には何時でも「オフ」信号を発生する工程とを 備えている請求項６に記載の方法。
8. ８．バッテリーの電圧レベルが比例充電範囲の中間である場合に、バッテリー電 圧を表わす電圧に等しいバイアス電圧により発振波形電圧をバイアスする工程を 備えている請求項７に記載の方法。
9. ９．バッテリーの電圧レベルが交流発電機の不作動化閾位値である場合に、発振 波形電圧の最大電圧がバッテリー電圧を表わす電圧と等しく且つバッテリーの電 圧レベルが交流発電機の互変量小バッテリー電圧閾位値である場合に発振波形電 圧の最小電圧がバッテリー電圧を表わす電圧と等しくなる振幅を有する発振波形 電圧を発生する工程を備えている請求項８に記載の方法。
10. １０．所定の一定レベルに維持するためにバイアス電圧を発生する工程と、所定 の一定振幅を有する発振波形電圧を発生する工程とを備えている請求項９に記載 の方法。
11. １１．三角波形の発振波形電圧を発生するステージ階を備えている請求項１０に 記載の方法。
12. １２．バッテリー電圧を表わす電圧が実際のバッテリー電圧よりも小さいが、実 際のバッテリー電圧に直接比例して変化するように、実際のバッテリー電圧の一 定の割合でバッテリー電圧を表わす電圧を発生する工程と、エンジンに重い負荷 が掛かっていない場合に実際のバッテリー電圧でバイアス電圧を打消すための軽 負荷スワンプ回路を設けて、上記のバッテリー電圧を表わす電圧以上の発振波形 電圧を取出し且つ励磁回路を切り替えて常に「オン」状態になす工程とを備えて いる請求項１１に記載の方法。
13. １３．エンジンマニホルド内の真空度を感知することによりエンジンの負荷状態 を感知する工程と、マニホルド内の真空度が高い場合にスワンプ回路を作動させ 、マニホルド内の真空度が低い場合にはスワンプ回路を不作動化する工程とを備 えている請求項１２に記載の方法。
14. １４．実際のバッテリー電圧よりも高い見掛けの昇圧電圧を発生させる工程と、 電圧調整器が交流発電機による正常な大量の発電量を許容する場合に、実際のバ ッテリー電圧の代りに上記の見掛けの昇圧電圧を電圧調整器へ送って交流発電機 による発電量を減少させる工程とを備えている請求項１に記載の方法。
15. １５．正常閾位値よりも低い電圧レベルに交流発電機不作動同位値を設定する工 程と、この交流発電機不作動閾位値と正常閾位値との差に等しい電圧分だけ実際 のバッテリー電圧を昇圧する工程とを備えている請求項１４に記載の方法。
16. １６．パルス状矩形波を発生することにより実際のバッテリー電圧を昇圧する工 程と、このパルス状矩形波を増幅して中心タップ付き逓降変圧器を駆動する工程 と、バッテリーの電圧レベルで変圧器の二次巻線をバイアスすることにより実際 のバッテリー電圧よりも高いピーク電圧を有する２つの半サイクル矩形波を形成 する工程と、この２つの半サイクル矩形波を整流し且つ組合わせることにより見 掛けの昇圧電圧を形成する工程を備えている請求項１５に記載の方法。
17. １７．実際のバッテリー電圧に直接比例して変化する基準電圧を発生させること により、交流発電機不作動閾位値と正常閾位値との電圧差に等しいように昇圧電 圧を制御する工程と、バッテリー電圧の関数として変化するが、昇圧電圧が所望 の度合いである場合に基準電圧と等しくなるモニター電圧を発生する工程と、基 準電圧と昇圧電圧とを比較する工程と、基準電圧と昇圧電圧との間に差があれば 、その差を利用して矩形波電圧のパルス幅を調整してモニター電圧を基準電圧に バランスさせる工程とを備えている請求項１８に記載の方法。
18. １８．エンジンに負荷が掛かっている場合に矩形波発生器を「オン」にする工程 と、エンジンに負荷が掛かっていない場合に矩形波発生器を「オフ」にする工程 とを備えている請求項１７に記載の方法。
19. １９．エンジンマニホルド内の真空度を感知する工程と、マニホルド内の真空度 が低い場合に矩形波発生器を「オン」となし、又マニホルド内の真空度が高い場 合に矩形波発生器を「オフ」となす工程とを備えている請求項１８に記載の方法 。
20. ２０．基準電圧をランプ化して矩形波状パルスの幅を徐々に長くなすことにより 交流発電機の磁界を徐々に再励磁する工程を備えている請求項１９に記載の方法 。
21. ２１．界磁巻線を備えたエンジン駆動の交流発電機、バッテリー、バッテリー電 圧が所定の正常最大充電レベルに到達した場合に上記の交流発電機による発電を 制限又は停止する電圧調整器を有する車両のエンジンが負荷状態であるか無負荷 状態であるかに応答して交流発電機充電システムを不作動化し、又作動化するエ ンジンの負荷管理装置において、 エンジンの負荷状態を感知するエンジン負荷センサ部材と；該エンジン負荷セン サ部材に接続されており、エンジンが或る負荷条件下にあることに応答して交流 発電機の発電能力を不活化する交流発電機不作動化手段を備えていることを特徴 とする、エンジン負荷管理装置。
22. ２２．交流発電機不作動化手段が、エンジンの負荷状態に応答して励磁回路を開 閉する励磁制御回路に接続された励磁回路スイッチ部材を備えている請求項２１ に記載の装置。
23. ２３．交流発電機不作動化手段が、励磁回路スイッチ手段を作動して励磁回路開 閉用の切り替え信号を発生するスイッチ信号発生部材を備えている請求項２２に 記載の装置。
24. ２４．スイッチ信号発生部材が実際のバッテリー電圧を感知するバッテリー電圧 センサ部材を備えており、エンジンに負荷が掛かっており且つ正常最大充電レベ ルよりも低い所定の交流発電駆機不作動化閾位値よりバッテリー電圧が高い場合 に、励磁回路を連続的に開いておくスイッチ信号を発生するように上記のスイッ チ信号発生部材が構成されている請求項２３に記載の装置。
25. ２５．スイッチ信号発生部材が、エンジンの負荷状態とは無関係に、バッテリー 電圧が所定の互変最小電圧閾位値よりも低い場合に励磁回路を連続的に閉じるス イッチ信号を発生するようにも構成されている請求項２４に記載の装置。
26. ２６．スイッチ信号発生部材が、エンジンに負荷が掛かっており且つバッテリー 電圧が所定の交流発電機不作動化閾位値と互変最小電圧閾位値との間である場合 に励磁回路スイッチ部材が周期的に開モードにしたり閉モードにするパルス状の スイッチ信号を発生するようにも構成されている請求項２５に記載の装置。
27. ２７．スイッチ信号発生部材がパルス状スイッチ信号を発生するように構成され 、このスイッチ信号は励磁回路を開くパルス信号であり、バッテリー電圧が交流 発電機不作動化閾位値に近い場合にパルス幅が長く且つバッテリー電圧が放電に より互変最小電圧閾位値に向うにつれてパルス幅が短くなされている請求項２８ に記載の装置。
28. ２８．スイッチ信号発生部材が振動波形を形成する波形発生部材と、実際のバッ テリー電圧を表わす電圧を形成する代表サンプル電圧部材と、バッテリー電圧を 表わす電圧を波形形成電圧と比較し且つバッテリー電圧を表わす電圧が波形形成 電圧よりも大である場合には励磁回路を「開」にするスイッチ信号を発生し、一 方バッテリー電圧を表わす電圧が波形形成電圧より小である場合には励磁回路を 「閉」にするスイッチ信号を発生する比較部材を備えている請求項２７に記載の 装置。
29. ２９．スイッチ信号発生部材が、一定の精確な基準電圧を作成する基準電圧部材 手段を備えており、振動波形は上記の精確な基準電圧によりバイアスされて正確 な或る一定の電圧を有するものとなり、代表サンプル電圧は、バッテリー電圧が 交流発電機不作動化閾位値と互変最小電圧閾位値との間の中間の値である場合に は、上記の精確な基準電圧基準と等しい請求項２８に記載の装置。
30. ３０．実際のバッテリー電圧が交流発電機不作動化閾位値に等しい場合に、バイ アスされた波形の最大電圧が代表バッテリー電圧に等しく且つ実際のバッテリー 電圧が互変最小閾位値に等しい場合に、バイアスされた波形の最小電圧が代表バ ッテリー電圧に等しいようにする振幅の発振波形を波形発生部材がが発生する請 求項２９に記載の装置。
31. ３１．代表バッテリー電圧が実際のバッテリー電圧の一定の部分である請求項３ ０に記載の装置。
32. ３２．エン／ジンに負荷が掛かっていないことを検知し、パッテリー電圧を印加 することにより精確基準電圧バイアス波形電圧を打ち消して励磁回路スイッチ部 材用の一定の「閉」モード信号をスイッチ信号発生部材に発生させる負荷感知ス イッチ部材をエンジン負荷センサ部材が備えている請求項３１に記載の装置。
33. ３３．エンジンマニホルド内部と連通しており、マニホルド内の真空度が高い場 合に振動波形電圧にバッテリー電圧を接続する真空スイッチを負荷感知スイッチ 部材が備えている請求項３２に記載の装置。
34. ３４．エンジンに負荷が掛かっており且つ実際のパッテリー電圧が正常最大充電 レベルよりも低い場合に、実際のバッテリー電圧よりも高い見掛けの昇圧電圧を 発生し、交流発電機の発電量を電圧調整器により減少させる昇圧電圧発生部材を 交流発電機不作動化部材が備えている請求項２１に記載の装置。
35. ３５．所定増分の昇圧電圧だけ実際のバッテリー電圧を昇圧するように昇圧電圧 発生器が構成されている請求項３４に記載の装置。
36. ３６．交流発電機不作動化部材がパルス状矩形波を作成する矩形波発生器を備え ており、昇圧電圧発生器はパルス状矩形波を増幅する増幅器、実際のバッテリー 電圧によりバイアスされている２つの半サイクル矩形波をつくる中心タップ付き 逓降変圧器及びこれらの２つの半サイクルのバイアスされた矩形波を整流し且つ 組み合わせて見掛けの昇圧電圧を作成する整流器を備えている請求項３５に記載 の装置。
37. ３７．昇圧電圧を所定の値に維持して実際のバッテリー電圧よりも所定の増分レ ベルだけ高い見掛けの昇圧電圧を作成する昇圧電圧レベル制御部材を備えている 請求項３６に記載の装置。
38. ３８．実際のバッテリー電圧と直接比例して変化する電圧を作成する精確な基準 電圧部材と、見掛けの昇圧電圧の一定部分であり月つ見掛けの昇圧電圧が実際の バッテリー電圧よりも所望増分だけ高くなっている場合に、見掛けの昇圧電圧を 取り出して精確な基準電圧に等しい分圧モニター電圧を作成する昇圧電圧モニタ ー部材と、モニター電圧と精確な基準電圧とを比較し、差があればその差を利用 してモニター電圧を精確な基準電圧にバランスさせるように矩形波を変えるよう 矩形波発生器を調節する比較器手段とを昇圧電圧レベル制御部材が備えている請 求項３７に記載の装置。
39. ３９．エンジン負荷センサ部材が短形波発生器に接続された負荷感知スイッチ部 材を備えており、エンジンに負荷が掛かっている場合に上記の矩形波発生器を作 動化させてパルス状矩形波を作成する請求項３８に記載のう装置。
40. ４０．エンジンマニホルドの内部と連通し且つマニホルド内の真空度が低い場合 に矩形波発生器を作動させ、一方マニホルド内の真空度が高い場合には矩形波発 生器を作動させないようにする真空スイッチを負荷感知スイッチ部材手段が備え ている請求項３９に記載の装置。
41. ４１．精確な基準電圧がランプされて矩形波のパルス幅を増加させることにより 交流発電器磁界の徐々なる再励磁をもたらす請求項４０に記載の装置。