JPH0545120Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、車両用発電機の制御装置に関し、
特に、正常作動時に車両の電気負荷が遮断されて
も、警報ランプを点灯させないようにしたもので
ある。

〔従来の技術〕

第３図は従来の車両用発電機の制御装置を示す
回路図であり、この第３図において、１は車両に
装置された図示しない機関により駆動される発電
機であり、電機子コイル１０１と界磁コイル１０
２で構成されている。

２は上記発電機１の交流出力を全波整流する整
流器であり、出力端２０１，２０２，２０３を有
している。出力端２０１はメイン出力を出力する
出力端であり、出力端２０２は界磁コイル１０２
の励磁と、後述する電圧調整器３、警報器４に発
電機１の出力電圧を印加する出力端であり、出力
端２０３は接地用の出力端である。

電圧調整器３は発電機１の出力電圧を所定値に
制御するものであり、出力端２０２とアース間に
抵抗３０１と３０２が直列に接続されている。こ
の抵抗３０１と３０２との接続点はツエナーダイ
オード３０３を介してトランジスタ３０４のベー
スに接続されている。ツエナーダイオード３０３
は発電機１の出力電圧を検出するためのものであ
る。

トランジスタ３０４のエミツタはアースされ、
コレクタはトランジスタ３０５のベースに接続さ
れている。トランジスタ３０５のベースは抵抗３
０６を介して出力端２０２に接続されている。ト
ランジスタ３０５のエミツタはアースされ、コレ
クタはダイオード３０７を介して出力端２０２に
接続されているとともに、界磁コイル１０２を経
て、出力端２０２に接続されている。

すなわち、ダイオード３０７は界磁コイル１０
２に並列に接続されている。トランジスタ３０４
はツエナーダイオード３０４によつて断続され、
トランジスタ３０５は出力トランジスタであり、
トランジスタ３０４により断続制御され、界磁コ
イル１０２を断続する。

また、抵抗３０６はトランジスタ３０５のベー
ス抵抗であり、ダイオード３０７は界磁コイル１
０２の断続サージを吸収するダイオードである。

警報器４は発電機１の出力電圧を監視する警報
器であり。出力端２０２とアース間に、抵抗４０
９と４１０が直列に接続されており、この抵抗４
０９と４１０との接続点はコンパレータ４０６の
（−）入力端に接続されている。抵抗４０９と４
１０は出力端２０２の電圧を分圧するものであ
る。

コンパレータ４０６の（＋）入力端は抵抗４０
７と４０８との接続点に接続されている。この抵
抗４０７と４０８は出力端Ａとアース間に直列に
接続されている。出力端Ａは図示しない定電圧電
源の出力端であり、キースイツチ７が閉じられて
いると、定電圧出力を出力する。抵抗４０７と４
０８は出力端Ａの電圧を分圧し、その分圧電圧が
コンパレータ４０６の基準電圧となるものであ
る。

コンパレータ４０６の出力端はツエナーダイオ
ード４０４を介してトランジスタ４０５のベース
に接続されているとともに、抵抗４０３を介して
出力端２０２に接続されている。コンパレータ４
０６はキースイツチ７が閉じられと、動作可能な
状態となるものである。

上記トランジスタ４０５はツエナーダイオード
４０４が導通すると導通するもので、そのエミツ
タはアースされ、コレクタは抵抗４０２を通して
接続点P₁に接続されているとともに、トランジ
スタ４０１のベースに接続されている。

トランジスタ４０１は出力トランジスタであ
り、そのエミツタはアースされ、コレクタは警報
ランプ１０を経て、接続点P₁に接続されている。
この接続点P₁は逆流防止ダイオード８と抵抗９
を介して出力端２０２に接続されている。抵抗９
は界磁コイル１０２の初期励磁用の抵抗である。

さらに、接続点P₁はキースイツチ７とバツテ
リ５を介してアースされており、このバツテリ５
は車両に搭載されているものである。バツテリ５
に並列に、車両の各種電気負荷６が接続されてい
る。バツテリ５の正極には、上記出力端２０１が
接続されている。

次に、動作について説明する。機関の始動に際
してキースイツチ７が閉じられると、バツテリ５
からキースイツチ７、逆流防止ダイオード８、初
期励磁用の抵抗９を介して界磁コイル１０２に初
期励磁電流が流れ、発電機１は発電可能な状態と
なる。

この状態における整流器２の出力端２０２の電
位は、バツテリ５の電圧を抵抗９と界磁コイル１
０２の抵抗で分圧した値となり、比較的低い電位
となつている。

一方、警報器４はバツテリ５からキースイツチ
７、抵抗４０２を介してトランジスタ４０１にベ
ース電流を供給し、トランジスタ４０１が導通
し、警報ランプ１０が点灯している。

次に、機関が始動され、発電機１が発電を開始
すると、まず警報器４は発電機１の出力電圧が抵
抗４０３を介してツエナーダイオード４０４のカ
ソードに印加され、上記発電機１の出力電圧の上
昇によつて、ついにはツエナーダイオード４０４
が導通し、トランジスタ４０５が導通して、トラ
ンジスタ４０１が不導通となつて、警報ランプ１
０が消灯し、発電機１が正常に発電を開始したこ
とを表示する。

一方、電圧調整器３は発電機の出力電圧を分圧
用の抵抗３０１，３０２とツエナーダイオード３
０３で検出しており、発電機１の出力電圧が抵抗
３０１，３０２とツエナーダイオード３０３と設
定された所定値を越えると、ツエナーダイオード
３０３が導通し、トランジスタ３０４が導通す
る。逆に所定値以下となると、ツエナーダイオー
ド３０３が不導通となり、トランジスタ３０４が
不導通となる。

トランジスタ３０４の断続によつて、トランジ
スタ３０５が断続され、界磁コイル１０２を断続
して発電機１の出力電圧を所定値（例えば、12V
系の電源装置の場合は14.4V）に調整している。

トランジスタ３０５の開閉端子間の電圧は、ト
ランジスタ３０５がオンのときには0Vであり、
トランジスタ３０５がオフのときには発電機１の
出力電圧即ち所定値（14.4V）とほとんど等しく
なる。このとき、界磁コイル１０２に流れる界磁
電流は、トランジスタ３０５のオンオフにより理
論的には変動するが、界磁コイル１０２のインダ
クタンス成分により平滑されるためほぼ一定とな
り、発電機１の出力電圧は所定値に安定に制御さ
れる。

上記の動作をしている電圧調整器３において、
何んらかの要因で電圧調整器３が無制御となる
と、発電機の出力電圧が上昇する。即ち、トラン
ジスタ３０５が導通故障となつたり、トランジス
タ３０５の開閉端子間が金属片等により短絡され
た場合、界磁電流が流れつぱなし（無制御）とな
るため、発電機１の出力電圧は所定値（14.4V）
よりも4V〜5V以上高い電圧値（18.4V以上）と
なり得る。

この状態における警報器４の動作は、抵抗４０
９，４１０とコンパレータ４０６によつて発電機
１の出力電圧を検出し、抵抗４０９，４１０の分
圧電位がコンパレータ４０６の基準電圧以上とな
ると、コンパレータ４０６の出力が“Ｌ”レベル
となる。

コンパレータ４０６の出力が“Ｌ”レベルとな
ると、ツエナーダイオード４０４、トランジスタ
４０５が不導通となり、トランジスタ４０１が導
通して警報ランプ１０が点灯する。

このように、警報器４は電圧調整器３が無制
御、つまり発電機１の出力電圧が過電圧であるこ
とを表示する。

また、警報器４の過電圧検出電圧（所定の検出
レベル）は、通常、電圧調整器３の設定電圧（所
定値）よりも約2V前後高めの値（16.4V）に設定
されている。

以上の動作を正常に行なつている装置におい
て、比較的大きな車両の電気負荷６が投入され、
さらに、電気負荷６が遮断されたときの動作を説
明する。

電気負荷６が投入されると、発電機１の出力電
流が増し、それに必要な比較的大きな界磁電流が
界磁コイル１０２に流れている。この状態におい
て、電気負荷６が遮断されると、発電機１の出力
電圧が上昇し、この出力電圧が電圧調整器３によ
つて設定された所定値以上となると、電圧調整器
３のトランジスタ３０５が不導通となつて、界磁
コイル１０２が遮断される。

しかし、界磁コイル１０２はインダクタンスで
あり、インダクタンスを遮断すると、誘導エネル
ギが発生する。また、界磁コイル１０２はサージ
吸収用のダイオード３０７によつて閉回路が形成
されているため、誘導エネルギは界磁コイル１０
２の内部抵抗によつて誘導電流として消費され、
その電流値は遮断される前の値をピークとして界
磁コイル１０２の抵抗分とインダクタンス分とで
決定される時定数によつて減衰していく。

以上のように、界磁コイル１０２が電圧調整器
３によつて遮断された後も界磁コイルにはしばら
くの間電流が流れ続け、発電機１の出力電圧が短
時間の間さらに上昇する。

例えば、基本電気負荷となるイグニシヨン系の
所要電流が約10A、必要に応じて投入されるリア
熱線等の電気負荷の所要電流が約25Aとし、車両
走行時にリア熱線をオンオフした場合を想定する
と、発電機１から供給される電流は、10A（リア
熱線オン前）→35A（リア熱線オン時）→10A（リ
ア熱線オフ後）と変化する。

このとき、所定値（14.4V）を維持するのに必
要な界磁電流は、電気負荷電流が35Aの場合は
2A、10Aの場合は0.57Aとなる。従つて、界磁電
流は、リア熱線オン時の電流2Aをピークとして、
リア熱線オフ時に、フライホイール用のダイオー
ド３０７を介して、0.57Aに向かつて減衰を開始
する。

通常、12V系の発電機１の場合、界磁コイル１
０２を含む閉回路の時定数は100ｍ秒程度でり、
リア熱線をオフした後に必要な界磁電流0.57Aま
で低下するまでに100ｍ秒以上も要する。

この結果、リア熱線の電気負荷６が遮断されて
も、トランジスタ３０５がオフしてもダイオード
３０７を介して100ｍ秒以上にわたつて界磁電流
が流れ続け、発電機１は所定値以上の発電能力を
維持することになる。このときの発電機１の出力
電圧は、警報器４の所定の検出レベル（16.4V）
よりも高い電圧、例えば18V程度に達し得る。

また、発電機１の出力電圧の上昇は、界磁コイ
ル１０２が遮断される前の界磁電流が大きいほ
ど、つまり、発電機１の出力電流が大きいほど高
く、さらに発電機１の回転速度が高いほど高くな
る。

以上の説明より、比較的大きな車両の電気負荷
６が遮断されると、電圧調整器３の所定の設定値
以上の発電機１の出力電圧が発生し、この出力電
圧が警報器４の過電圧検出電圧に達すると、警報
器４は警報ランプ１０を一瞬点灯させる。

〔考案が解決しようとする問題点〕

従来の車両用発電機の制御装置は以上のように
構成されているため、装置全体が正常に動作して
いるにもかかわらず、車両の比較的大きな電気負
荷６を遮断されることにより、警報ランプ１０が
一瞬点灯して、車両の運転者に対して不安感を与
えるなどの問題点があつた。

この考案はかかる問題点を解決するためになさ
れたもので、装置が正常に動作している場合にお
いては、いかなる車両の電気負荷が遮断されて
も、警報ランプを点灯させない車両用発電機の制
御装置を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この考案に係る車両用発電機の制御装置は、電
気負荷の遮断時における電圧調整器内の出力トラ
ンジスタ（開閉手段）の開閉端子間の電圧に応答
して警報器の過電圧検出電圧（検出レベル）を変
更するための検出レベル変更手段を設け、検出レ
ベル変更手段は、開閉手段の開閉端子間の電圧が
所定値よりも高い別の所定値以下のときに、検出
レベルを所定の検出レベルに設定し、開閉手段の
開閉端子間の電圧が別の所定値を超えたときに、
検出レベルを所定の検出レベルよりも高い別の検
出レベルに変更するものである。

〔作用〕

この考案においては、警報器の過電圧検出部
は、電圧調整器の出力トランジスタの状態、つま
り界磁コイルと出力トランジスタの接続部の電位
を検出して、過電圧検出電圧（検出レベル）を変
更する。即ち、出力トランジスタ（開閉手段）の
開閉端子間の電圧は電気負荷遮断時のみに別の所
定値を超えることに着目し、出力トランジスタの
開閉端子間電圧が別の所定値を超えたときには、
警報器の検出レベルを、所定の検出レベルから所
定の検出レベルよりも高い別の検出レベルに変更
する。

〔実施例〕

以下、この考案の車両用発電機の制御装置の実
施例を図について説明する。第１図はその一実施
例の回路図である。この第１図において、第３図
と同一部分は同一符号を付するにとどめ、第３図
とは異なる部分を主体に説明する。

この第１図においては、警報器４に、新たに、
抵抗４１１、ツエナーダイオード４１２、トラン
ジスタ４１３、抵抗４１４からなる過電圧検出部
（検出レベル変更手段）を付加したものである。

すなわち、発電機１の界磁コイル１０２と電圧
調整器３のトランジスタ３０５（出力トランジス
タ）のコレクタとの接続点Ｆに抵抗４１１の一端
が接続されている。接続点Ｆの電位は、トランジ
スタ３０５の開閉端子間電圧に相当している。抵
抗４１１の他端はツエナーダイオード４１２を介
してトランジスタ４１３のベースに接続されてい
る。

トランジスタ４１３のエミツタはアースされ、
コレクタは抵抗４１４を介して、抵抗４０９と４
１０との接続点に接続されている。

抵抗４１１はトランジスタ４１３のベース抵抗
であり、界磁コイル１０２の抵抗値が無視できる
ような大きな値としている。また、ツエナーダイ
オード４１２は接続点Ｆの電位が所定値
（14.4V）よりも1V程度高い一定電位15.4V（電気
負荷の遮断時に対応した別の所定値）以上となる
と導通するものであり、この実施例では電圧調整
器３の所定の設定値近辺に設定されている。

トランジスタ４１３はツエナーダイオード４１
２が導通すると、導通するトランジスタであり、
抵抗４１４はトランジスタ４１３が導通すると接
地され抵抗４０９，４１０の分圧比を下げる抵抗
である。

次に動作について説明する。まず電圧調整器３
が無制御となつてトランジスタ３０５が導通しつ
ぱなしとなつて、接続点Ｆの電位を下げるかまた
は、接続点Ｆとアース間に金属片などがひつかか
り、接続点Ｆを接地すると、界磁電流が流れつぱ
なしとなつて、発電機１の出力電圧は無制御とな
り、上昇する。

この場合の警報器４は接続点Ｆの電位が低いた
め、ツエナーダイオード４１２，トランジスタ４
１３は不導通となつて、抵抗４１４は抵抗４０
９，４１０の分圧比に何んら影響を与えず、発電
機１の出力電圧が所定の過電圧検出電圧に達する
と、警報ランプ１０を点灯させて、無制御である
過電圧を警報する。

次に電圧調整器３が正常に動作している状態に
おいて、比較的大きな電気負荷６が遮断された場
合は、電気負荷６が遮断されると発電機１の出力
電圧が上昇して、電圧調整器３のトランジスタ３
０５が不導通となつて接続点Ｆの電位が発電機１
の出力電圧まで上昇する。

接続点Ｆの電位が、警報器４のツエナーダイオ
ード４１２で設定した所定値を越えると、ツエナ
ーダイオード４１２、トランジスタ４１３が導通
して、抵抗４１４によつて抵抗４０９，４１０の
分圧比が下がり、上記分圧点の分圧電位が低下す
る。つまり、過電圧検出電圧が上昇することにな
る。

また、この上昇した過電圧検出電圧（別の検出
レベル）は、この実施例においては、電圧調整器
３による設定電圧（所定値14.4V）よりも約4V〜
5V程度高い電圧値（例えば、18.4V）に設定して
いる。

以上のように、この装置においては、各部が正
常に動作している状態において、車両の電気負荷
が遮断されても警報ランプが点灯することはな
い。

また、電気負荷６の遮断直後でなければ、接続
点Ｆの電位が所定値よりも1V程度高い別の所定
値15.4Vを超えることはなく、トランジスタ４１
３はオフであるため、警報器４の検出レベルは所
定の検出レベル（16.4V）となる。さらに、トラ
ンジスタ３０５の無制御故障が発生した場合に
は、接続点Ｆの電位は0Vとなるため、トランジ
スタ４１３は同様にオフであり、警報器４は、通
常通り、所定の検出レベルで過電圧を検出するこ
とができる。

なお、上記実施例では界磁コイル１０２が
（＋）接地の場合を説明したが、第２図に示す
（−）接地の場合でも同様の効果が得られる。

この第２図の他の実施例において、発電機１の
界磁コイル１０２の一端は直接接地されている。
電圧調整器３のトランジスタ３０８はトランジス
タ３０４によつて断続されるもので、トランジス
タ３０９はトランジスタ３０８が導通すると導通
し、逆に不導通となると不導通になる出力トラン
ジスタであり、抵抗３１０は出力トランジスタ３
０９のベース抵抗である。

警報器４の抵抗４１５はトランジスタ４１３が
導通すると接地され、不導通となると抵抗４０７
と逆流防止ダイオード４１６を介して並列に接続
される抵抗であり、抵抗４０７，４０８の分圧比
を上げ、分圧点電位、つまりコンパレータ４０６
の基準電圧を上げている。

次に動作について説明する。まず、電圧調整器
３が無制御となつて、トランジスタ３０９が導通
しつぱなしとなるか、または、接続点Ｆと発電機
の（＋）端とが金属片などで短絡されると、界磁
電流が流れつぱなしとなつて、発電機１の出力電
圧が上昇する。

この場合の警報器４は、界磁コイル１０２に電
流が流れているため、接続点Ｆの電位は上昇して
おり、トランジスタ４１５が導通し、抵抗４１３
は接地されており、コンパレータ４０６の基準電
圧は通常の値であり、発電機１の出力電圧が過電
圧検出電圧以上となると、警報ランプ１０を点灯
させる。

一方、電圧調整器３が正常に動作している状態
において、比較的大きな車両の電気負荷６が遮断
されると、電圧調整器３の出力トランジスタ３０
９が不導通となり、接続点Ｆが界磁コイル１０２
により接地されるため零電位となる。

接続点Ｆが零電位となると、警報器４のトラン
ジスタ４１３が不導通となつて、抵抗４１５によ
りコンパレータ４０６の基準電圧が上げられ、過
電圧検出電圧が上げられて、警報ランプ１０が点
灯しにくくしている。

〔考案の効果〕

この考案は以上説明したとおり、電気負荷の遮
断時における電圧調整器内の出力トランジスタ
（開閉手段）の開閉端子間の電圧に応答して警報
器の過電圧検出電圧（検出レベル）を変更するた
めの検出レベル変更手段を設け、検出レベル変更
手段は、開閉手段の開閉端子間の電圧が所定値よ
りも高い別の所定値以下のときに、検出レベルを
所定の検出レベルに設定し、開閉手段の開閉端子
間の電圧が別の所定値を超えたときに、検出レベ
ルを所定の検出レベルよりも高い別の検出レベル
に変更するようにしたので、車両の比較的大きな
電気負荷を遮断しても、警報ランプの一瞬点灯が
防止できるため、車両の運転者に対して不安感を
与えることなく、しかも真に過電圧発生時におい
ては警報を出せるという勝れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の車両用発電機の一実施例を
示す回路図、第２図はこの考案の車両用発電機の
他の実施例を示す回路図、第３図は従来の車両用
発電機の制御装置を示す回路図である。 １……発電機、２……整流器、３……電圧調整
器、４……警報器、５……バツテリ、６……電気
負荷、７……キースイツチ、１０……警報ラン
プ、１０２……界磁コイル、３０５……出力トラ
ンジスタ（開閉手段）、３０７……ダイオード
（一方向導通素子）、４１２……ツエナーダイオー
ド、４１３……トランジスタ、４１４……抵抗４
１２〜４１４……（警報器の検出レベル変更手
段）。なお、図中、同一符号は同一、または相当
部分を示す。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 車両に搭載された電機子コイル及び界磁コイル
   を有する発電機と、 前記界磁コイルに並列に接続されて前記界磁コ
   イルの逆起電力を吸収する一方向導通素子と、 前記車両に搭載されて前記発電機に接続された
   バツテリと、 前記発電機及び前記バツテリにより給電される
   電気負荷と、 開閉手段の開閉端子を介して前記界磁コイルの
   界磁電流を断続制御することにより前記発電機の
   出力電圧を所定値に調整する電圧調整器と、 前記発電機の出力電圧が検出レベルを超えたと
   きに警報表示を行う警報器と を備えた車両用発電機の制御装置において、 前記電気負荷の遮断時における前記開閉手段の
   開閉端子間の電圧に応答して前記警報器の検出レ
   ベルを変更するための検出レベル変更手段を設
   け、 前記検出レベル変更手段は、 前記開閉手段の開閉端子間の電圧が前記所定値
   よりも高い別の所定値以下のときに、前記検出レ
   ベルを所定の検出レベルに設定し、 前記開閉手段の開閉端子間の電圧が前記別の所
   定値を超えたときに、前記検出レベルを前記所定
   の検出レベルよりも高い別の検出レベルに変更す
   ることを特徴とする車両用発電機の制御装置。