JPH05227674A - 車両用発電機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】バッテリ液にほぼあった温度を簡単なセンサで
検出し、発電電圧特性を３ケの折線特性にして車種によ
っても同じ制御でやれるようにすること。 【構成】バッテリ温度センサをバッテリ外部端子に設け
た穴に挿入する。温度対発電電圧特性を３ケの折線にな
るようある規定値以下の温度で、またある規定値以上の
温度で比例ゲインが小さくなる値をとるよう温度特性回
路を追加する。 【効果】バッテリ液に接しなくとも良いので、構成が簡
単なセンサで良いことや、車種によって調整値を変えて
いた方が変えなくとも良くなった。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】車両用発電機の電圧調整装置に関
し、特にバッテリの温度により発電電圧を調整すること
に関しての制御用センサと、制御特性および構造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の装置として、温度特性を得るもの
として特開昭60−102826号のようになっていた。ここで
用いられているツエナダイオード及びとトランジンスタ
ベース，エミッタ間の温度特性を利用するものであっ
た。このため温度特性はほぼ一直線の特性を示し、車両
用負荷の高電圧，低電圧に対してあまり考慮していなか
った。また、温度は発電機の温度であり、バッテリその
ものの温度ではなかった。このためバッテリの保護とい
う点であまり考慮していなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】（１）バッテリ液の温
度を検出するのに、センサを容易に取り付けられること
と、液が外部へ漏れないような構成にすることである （２）常時使用する範囲ではバッテリの液温に適した発
電電圧特性にすると共に、冷時あるいは熱時における増
加，減少の特性を小さくし、外部負荷電圧が、過大にな
るとか過小になることを防止する。

【０００４】

【課題を解決するための手段】（１）センサ取付けは、
バッテリの（−）極のターミナル部に穴を開けた点にセ
ンサを埋める。例えば、サーミスタを絶縁していれると
か、熱電対を挿入する。

【０００５】（２）温度がある値以下では、電圧増加率
を小さくする回路と温度がある値以上では、電圧減少率
を小さくする回路を追加する（あるいはマイコンのソフ
トに追加する）。

【０００６】

【作用】（１）バッテリ液に触れると、耐酸あるいは耐
アルカリの処置をし、かつ液が入らないよう密閉する必
要がある。しかしバッテリの鉛でできている極は、液温
とほぼ同じ程度あり電極に開けた穴が液近くになればさ
らに液温に近づく。

【０００７】そして、（−）電極であるため、センサの
一方を（−）に接しても検出に致命的なものとならな
い。

【０００８】（２）温度特性を図３（ｂ）のようにする
ことができるので、温度Ｔ４，Ｔ５間は、ほぼバッテリ
特性を考慮した発電電圧にすることができるため寿命が
増加する。

【０００９】またＴ１以下，Ｔ２以下では増加あるいは
減少の度合いを小さくし、まれにしか生じない過冷時あ
るいは過熱時以外はバッテリにも外部負荷電圧も許容で
きるようになった。

【００１０】

【実施例】以下本発明の一実施例を図２により説明す
る。

【００１１】バッテリ１の（＋）外部端子２，（−）外
部端子３の上部より見た図を図２の（ａ）に、（−）外
部端子３の一点鎖線部をＳから（横から）詳細に見た図
を図２の（ｂ）に示す。

【００１２】バッテリ１のケース４から密閉されて
（−）外部端子３が外部に出ており、通常ターミナルを
固定して電極となる。

【００１３】ターミナル固定に支障なく、かつケース４
に近くした穴５を開けておく。

【００１４】この穴に温度検出用のサーミスタ５を挿入
し絶縁性の接着剤で固定する。もちろんサーミスタ５の
センシング部分はコーテングあるいは薄いチューブなど
で絶縁しそして温度が伝わるようになっている。

【００１５】ここで、サーミスタ５の代わりに熱伝対が
用いられることもある。

【００１６】ここで取り出された温度信号線７の一方を
（−）電源線９に接続しても良く、検出用の信号線７は
１本でも構わない。

【００１７】この温度検出用の信号線は図１のように接
続される。

【００１８】図１は発電電圧の温度特性を改善する制御
回路ブロック図である。

【００１９】車両用発電機はステータコイル１０で発電
され、全波整流ダイオード１１を介してバッテリ１の
（＋）電源線８，（−）電源線９に接続されて、バッテ
リ１の充電を行なうとか、バッテリ１と並列に接続され
た負荷に電力を供給している。界磁コイル１２の初期励
磁はキースイッチ１３，ランプ１４，ダイオードＤ１を
直列にして印加し、パワートランジスタＴＲ１をオンに
して行なわれる。発電電圧が生じたのちは補助ダイオー
ド１５を介して界磁コイル１２に印加されると共に、制
御用電源線１６となって発電電圧制御回路の電源として
用いられる。

【００２０】ダイオードＤ２はフリーホイールダイオー
ドと呼ばれており界磁コイル１２の印加電圧がオン，オ
フしているオフ時間に循環電流を流し電流の脈動を小さ
くしている。

【００２１】（＋）電源線８よりダイオードＤ３，抵抗
Ｒ１，Ｒ２を直列にして（−）電源線９に接続する。制
御用電源線１６から抵抗Ｒ３，ダイオードＤ４を直列に
して抵抗Ｒ１２に接続する。抵抗Ｒ２と並列にリップル
吸収用のコンデンサＣ１を接続する。

【００２２】抵抗Ｒ２には、バッテリ電圧に比例した電
圧がつまり発電電圧に比例した電圧が生じる。

【００２３】抵抗Ｒ３，ダイオードＤ４は、もしダイオ
ードＤ３の結線がはずれても、発電電圧を検出できるよ
うにしている。

【００２４】このように、検出された発電電圧は、要求
された温度特性になるように、発電電圧の指令回路１７
の出力電圧を比較するためコンパレータＣＯＭの入力端
子に接続される。

【００２５】このコンパレータの出力は、抵抗Ｒ６を介
してトランジスタＴＲ２のベースに接続され、コレクタ
に接続した抵抗Ｒ７とパワートランジスタＴＲ１のベー
スに接続される。

【００２６】発電電圧の検出値が指令回路１７の出力電
圧より大きくなるとトランジスタＴＲ２をオンにし、パ
ワートランジスタＴＲ１をオフとして、励磁電流を減ら
し発電電圧を低下させる。このように、指令回路１７の
指令値にあうようにフィードバック制御されている。

【００２７】図３は温度特性による発電電圧特性を示し
ている。

【００２８】（ａ）は従来方式を示す。

【００２９】通常点線あるいは一点鎖線のようにほぼ直
線を示しエンジンルーム内の温度範囲が小さい場合は、
点線の特性が用いられる。これは、発電電圧がバッテリ
の充電特性にあわせた方がより良いが、電気負荷側から
みて最大電圧はＶ１にならないように最低電圧はＶ２以
下にならないようにしたい。それで実線のような特性が
用いられるが、車種が変わり、温度Ｔ３まで特性を良く
したいということに対しては不満足である。

【００３０】車種が変わっても、１個の特性で満足でき
るようにしたのが（ｂ）に示した特性である。

【００３１】２点鎖線で示した特性が理想の特性である
が温度ＴＯ１からＴ３までの使用範囲において、発電電
圧がＶ１からＶ２になるよう制限したのだが実線の特性
である。

【００３２】この特性を持たせた指令回路の詳細図を図
４に示す。

【００３３】抵抗Ｒ１７，ツエナダイオードＺＤ３は低
電圧回路２０を構成し、一定電圧を電子回路及びコンパ
レータＣＯＭ，演算増幅器ＯＰＡの電源として用いられ
る。抵抗Ｒ１０，サーミスタ６，抵抗Ｒ１１でバッテリ
の温度に比例した電圧が、演算増幅器ＯＰＡの非反転入
力端子に印加される。

【００３４】抵抗Ｒ８，Ｒ９はサーミスタ６と抵抗Ｒ１
０で検出される温度対電圧特性に合わせ図３の（ｂ）に
おける温度Ｔ５の点を決める。

【００３５】抵抗Ｒ１２とＲ１５は、図３の（ｂ）にお
けるＴ５からの勾配つまりＴ４の溶きの発電電圧を決め
る。

【００３６】温度がＴ５より上昇すると、サーミスタ６
の電圧が低下し演算増幅器ＯＰＡの出力電圧が低下し
て、発電電圧温度特性回路（Ａ）１８が動作し始める。
これはダイオードＤ５ツエナダイオードＺＤ１による。
そして比例ゲインは抵抗Ｒ１３とＲ１５の並列抵抗をＲ
１２の値で割った値となり、図３の（ｂ）における温度
Ｔ３の点を決める。

【００３７】一方温度がＴ４より低下しサーミスタ６の
電圧が増大し演算増幅器ＯＰＡの出力電圧が増加して来
ると、発電電圧温度特性回路（Ｂ）１９が動作し始め
る。

【００３８】これはダイオードＤ６，ツエナダイオード
ＺＤ２の電圧降下を利用している。そして比例ゲイン
は、抵抗Ｒ１４とＲ１５の並列抵抗をＲ１２の値で割っ
たものとなり、図３の（ｂ）における温度ＴＯ１の点を
決める。

【００３９】演算増幅器ＯＰＡの出力は抵抗Ｒ１６を介
してコンパレータＣＯＭの反転入力端子に接続される。
それで図１に示した回路により発電電圧がフィードバッ
ク制御される。

【００４０】

【発明の効果】（１）バッテリ液温度を検出するセンサ
を外部端子により埋め込むことよりバッテリの液温にせ
っすることなく、またバッテリケースのように絶縁物を
介していないため、バッテリ液で侵されることなく、ほ
ぼ正確な温度を検出することができた。

【００４１】（２）温度対発電電圧特性を車種によって
変えていたが、その必要がなくなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明からなる発電電圧調整回路図である。

【図２】本発明からなる温度センサ取り付け図である。

【図３】温度対発電電圧特性図である。

【図４】図１の指令回路の詳細図である。

【符号の説明】

１…バッテリ、２…（＋）外部端子、３…（−）外部端
子、４…ケース、５…穴、６…サーミスタ、７…信号
線、８…（＋）電源線、９…（−）電源線、１０…ステ
ータコイル、１１…全波整流ダイオード、１２…界磁コ
イル、１３…キースイッチ、１４…ランプ、１５…補助
ダイオード、１６…制御用電源線、１７…指令回路、１
８…発電電圧温度特性回路（Ａ）、１９…発電電圧温度
特性回路（Ｂ）。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両用発電機の発電電圧調整装置におい
   て、バッテリ温度センサをバッテリ外部端子に設けた穴
   に挿入し、外部端子を（−）極としたことを特徴とする
   車両用発電機の制御装置。
2. 【請求項２】請求項１において、ある温度の規定値以下
   では、温度を下げるにつれて増加率をゆるやかにした発
   電電圧温度特性回路（Ａ）とある温度の規定値以上では
   温度を上げるにつれて、低減率をゆるやかにした発電電
   圧温度特性回路（Ｂ）とを有したことを特徴とする車両
   用発電機の制御装置。