JPH06165600A - 交流発電機の発電検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動車の交流発電機の発電検出のバラツキを
小さくする。発電検出回路の平滑用コンデンサの容量を
小さくする。 【構成】 交流発電機から得られた発電検出電圧の立上
りの第１の値（１．０Ｖ）をコンパレータ３５で検出
し、これをフリップフロップ２７のリセット信号とす
る。発電検出電圧の第１の値よりも高い第２の値（３
Ｖ）をコンパレータ４１で検出してフリップフロップ２
７のセット信号とする。フリップフロップ２７の出力を
フィルタ３０で平滑し、これをトランジスタ３の制御に
使用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関等によって駆動
される交流発電機（オルタネーター）の発電検出装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車の交流発電機は全波整流器を介し
て蓄電池及び負荷に接続されている。自動車を運転する
ためにキースイッチを閉成すると、蓄電池から交流発電
機の界磁コイルに電流が流れると共に点火装置にも電流
が流れる。蓄電池にキースイッチを介して接続されたラ
ンプは、キースイッチの閉成時に点灯し、発電機が正常
に発電を開始すると消灯する。運転者はランプの消灯に
よって発電中であることを知る。

【０００３】図５は従来の発電検出装置の１例を示す。
蓄電池１にはキースイッ２とトランジスタ３を介してラ
ンプ４が接続されている。ランプ４はキースイッチ２と
トランジスタ３との両方がオンの期間に点灯する。発電
検出入力端子５は交流発電機の電機子コイルと全波整流
器との接続点に接続される。入力端子５の電圧の有無に
対応してトランジスタ３を制御するために、抵抗６、７
とダイオード８とコンデンサ９と電流源１０とコンパレ
ータ１１と基準電圧源１２とインバータ（ＮＯＴ回路）
１３とが設けられている。入力端子５の電圧はコンデン
サ９で平滑された後にコンパレータ１１で基準電圧と比
較される。コンデンサ９の電圧が基準電圧よりも高くな
るとコンパレータ１１の出力が低レベルから高レベルに
転換し、インバータ１３の出力は高レベルから低レベル
に転換し、トランジスタ３はオフになり、ランプ４が消
灯する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ダイオード
８の温度特性及びコンデンサ９のバラツキ等のために入
力端子５の電圧とコンパレータ１１の入力電圧との対応
関係にバラツキが生じた。また、入力端子５に得られる
台形波又は方形波の繰返し周波数は発電機の回転数に応
じて変化し、これを平滑するためにコンデンサ９の容量
を比較的大きな値にすることが必要であった。

【０００５】そこで、本発明の目的は、バラツキの少な
い発電検出が可能であり、且つ平滑のためのフィルタを
小さくすることが可能な交流発電機の発電検出装置を提
供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、交流発電機と、交流を直流に変換するため
に前記交流発電機の電機子コイルに接続された全波整流
器とを備えた発電装置における発電を検出するための装
置であって、前記電機子コイルと前記全波整流器との接
続点に接続された発電検出入力端子と、セット端子とリ
セット端子とを有するフリップフロップと、前記入力端
子と前記フリップフロップの前記リセット端子の間に接
続され、前記入力端子に得られた発電検出電圧が第１の
電圧値になったことに応答して前記フリップフロップの
リセット信号を発生するリセット信号発生回路と、前記
入力端子と前記フリップフロップの前記セット端子との
間に接続され、前記入力端子に得られた発電検出電圧が
前記第１の電圧値よりも高い第２の電圧値になったこと
に応答して前記フリップフロップのセット信号を発生す
るセット信号発生回路と、前記フリップフロップの出力
端子に接続され、前記フリップフロップの出力を平滑し
て発電検出信号を送出するフィルタとを備えていること
を特徴とする発電検出装置に係わるものである。

【０００７】

【作用及び効果】本発明では入力端子に得られた電圧を
平滑しないでリセット信号及びセット信号の形成に利用
している。従って、平滑に基づくバラツキを伴なわない
でリセット信号及びセット信号が得られ、これ等によっ
てフリップフロップが制御される。発電が開始した時に
は発電検出電圧が第１の電圧から第２の電圧に増大する
までの短時間だけフリップフロップはリセット状態にな
る。このためフリップフロップの出力電圧は平坦な直流
に近い波形になり、ここに接続されたフィルタを小さく
することができる。

【０００８】

【実施例】次に、図１〜図４を参照して本発明の実施例
に係わる自動車の交流発電機及び電圧調整装置及び発電
検出装置を説明する。図１は自動車の内燃機関で駆動さ
れる交流発電機、電圧調整装置及び発電検出装置を示
す。この図１において、２１は内燃機関により駆動さ
れ、三相星形結線された電機子コイルＷ1 、Ｗ2 、Ｗ3
と界磁コイルＷ4 とを有する交流発電機、２２は交流発
電機２１の交流出力を整流する全波整流器で、３相ブリ
ッジ型に接続された６個のダイオードＤ1 〜Ｄ6 と、こ
れに付加された３個のダイオードＤ7 〜Ｄ9 とから成
り、第１の正側整流出力端子ａと第２の正側整流出力端
子ｂと負側出力端子ｃと、発電検出端子ｄとを有してい
る。２３は交流発電機２１の出力電圧を所定値に制御す
る電圧調整装置であり、分圧抵抗Ｒ1 、Ｒ2 と、電圧検
出の基準電圧源としてのツエナーダイオードＺＤと、バ
イアス抵抗Ｒ3 と、負帰還コンデンサＣ1 と、制御用ト
ランジスタＱ1 と、ベース抵抗Ｒ4 と、フィルタ用コン
デンサＣ2 と、界磁コイルＷ4 に生じる誘導エネルギー
を吸収するサプレッションダイオードＤ10と、駆動トラ
ンジスタＱ2 と、界磁電流を断続するパワートランジス
タＱ3 とから成る。蓄電池１は全波整流器２２の端子ａ
とグランドとの間に接続されている。表示装置としての
ランプ４は図５と同様にキースイッチ２とスイッチ素子
としてのトランジスタ３を介して蓄電池１の両端間に接
続されている。発電検出装置２４は全波整流器２２の端
子ｄとトランジスタ３のベースとの間に接続されてい
る。なお、端子ｄは界磁コイルＷ3 とダイオードＤ6 の
カソードとの接続点に対して接続されている。点火装置
２５はキースイッチ２を介して蓄電池１に接続されてい
る。

【０００９】発電検出装置２４は、図２に示すように発
電検出入力端子２６と、ＲＳフリップフロップ２７と、
リセット信号発生回路２８と、セット信号発生回路２９
と、フィルタ３０と、インバータ（ＮＯＴ回路）３１
と、分圧抵抗３２、３３と、ダイオード３４とから成
る。

【００１０】リセット信号発生回路２８は第１及び第２
のコンパレータ３５、３６と、第１及び第２の基準電圧
源３７、３８と、ＯＲゲート３９と、インバータ４０と
を具備し、第１のコンパレータ３５の反転入力端子及び
第２のコンパレータ３６の非反転入力端子が分圧抵抗３
２を介して入力端子２６に接続されている。第１のコン
パレータ３５の非反転入力端子は第１の基準電圧（１．
０Ｖ）を与える第１の基準電圧源３７に接続されてい
る。この第１のコンパレータ３５はヒステリシスを有す
るものであり、入力電圧が低い方から１．０Ｖ（第１の
電圧値）を横切った時に高レベル出力から低レベル出力
に転換し、入力電圧が高い方から０．７Ｖを横切った時
に出力が低レベルから高レベルに転換するように構成さ
れている。第２のコンパレータ３６の反転入力端子は第
２の基準電圧（１．５Ｖ）を与える第２の基準電圧源３
８に接続されている。この第２のコンパレータ３６はヒ
ステリシスを有するものであり、入力電圧が低い方から
１．５Ｖを横切った時に出力が低レベルから高レベルに
転換し、高い方から０．５Ｖを横切った時に出力が高レ
ベルから低レベルに転換するように構成されている。２
つのコンパレータ３５、３６の出力端子はＯＲゲート３
９に接続されている。ＯＲゲート３９の出力端子はイン
バータ４０を介してフリップフロップ２７のリセット端
子Ｒに接続されている。

【００１１】セット信号発生回路２９は第３のコンパレ
ータ４１と第３の基準電圧源４２とから成る。第３のコ
ンパレータ４１の非反転入力端子は分圧抵抗３２を介し
て入力端子２６に接続され、その反転入力端子は第３の
基準電圧（３Ｖ）を与える第３の基準電圧源４２に接続
され、その出力端子はフリップフロップ２７のセット端
子Ｓに接続されている。この第３のコンパレータ４１も
ヒステリシスを有し、入力電圧が低い方から３Ｖ（第２
の電圧値）を横切った時に出力が低レベルから高レベル
に転換し、高い方から２．５Ｖを横切った時に高レベル
から低レベルに転換するように構成されている。

【００１２】フリップフロップ２７はスタートリセット
端子ＳＲを有し、これが電源ライン４３に接続されてい
る。フリップフロップ２７の出力端子Ｑはフィルタ３０
とインバータ３１とを介してトランジスタ３のベースに
接続されている。フィルタ３０はコンデンサ３０ａから
成る。

【００１３】

【動作】図１の装置において、キースイッチ２を閉成さ
せると、蓄電池１からベース抵抗Ｒ4 を通してトランジ
スタＱ2 及びパワートランジスタＱ3 にベース電流が流
れ、これらのトランジスタＱ2 、Ｑ3 が導通する。この
ため、界磁コイルＷ4 に界磁電流が流れる。これと同時
に点火装置２５により、内燃機関（図示せず）が始動
し、交流発電機２１も駆動されて発電を開始する。そし
て、内燃機関の回転数の上昇に伴なって出力電圧が上昇
する。交流発電機２１の出力電圧が上昇して所定値に達
すると、抵抗Ｒ1 と抵抗Ｒ2 とで分圧された電圧により
ツエナーダイオードＺＤが導通し、制御用トランジスタ
Ｑ1 にベース電流が流れてこのトランジスタＱ1 が導通
するため、駆動トランジスタＱ2 及びパワートランジス
タＱ3のベース電流が阻止されて該トランジスタがオフ
することになり、界磁電流が遮断されて出力電圧の上昇
を抑える。以下、これらの動作が繰返されることにより
交流発電機２１の出力電圧が所定値に制御され、その所
定出力電圧（例えば１４Ｖ）で蓄電池１への充電及びそ
の出力端子に接続された図示しない各電気負荷への給電
が行われる。

【００１４】発電検出装置２４は交流発電機２１から出
力電圧が発生するとトランジスタ３をオフ制御する。こ
のため、ランプ４はキースイッチ２をオンにしてから発
電が開始するまでの短時間だけ点灯する。なお、キース
イッチ２をオンにすると、フリップフロップ２７のスタ
ートリセット端子ＳＲにリセット信号が入力する。

【００１５】図３の（Ａ）〜（Ｈ）は図２の発電検出装
置２４のＡ〜Ｈ点の状態を示し、図４の（Ａ）〜（Ｅ）
は図３の（Ａ）〜（Ｅ）の拡大図である。図４から明ら
かなようにｔ1 で図４（Ａ）に示す入力電圧が１Ｖを横
切ると図４（Ｄ）に示すように第１のコンパレータ３５
の出力が高レベルから低レベルに転換し、ｔ2 で入力電
圧が１．５Ｖを横切ると図４（Ｃ）に示すように第２の
コンパレータ３６の出力が低レベルから高レベルに転換
する。この結果、ＯＲゲート３９の出力がｔ1〜ｔ2 期
間で低レベルになり、インバータ４０の出力は図４
（Ｅ）に示すように高レベルになり、これがフリップフ
ロップ２７のリセット信号となる。ｔ3 で入力電圧が３
Ｖを横切ると第３のコンパレータ４１の出力が図４
（Ｂ）に示すように低レベルから高レベルに転換する。
その後、ｔ4 で入力電圧が２．５Ｖを下に向って横切る
と第３のコンパレータ４１の出力は低レベルに転換し、
ｔ5 で入力電圧が０．７Ｖを下に向って横切ると第１の
コンパレータ３５の出力が高レベルに転換し、ｔ6 で入
力電圧が０．５Ｖを下に向って横切ると第２のコンパレ
ータ３６の出力が低レベルに転換する。

【００１６】図３（Ｆ）に示すようにフリップフロップ
２７がｔ3 でセットされると、入力電圧（発電電圧）が
その後も継続して発生すれば、フリップフロップ２７の
リセット期間のみフリップフロップ２７の出力は低レベ
ルになる。フリップフロップ２７のリセット期間は図４
のｔ1 〜ｔ3 に示すように入力電圧の立上り期間の一部
であって極めて短いので、図３（Ｆ）の発電期間の波形
は平坦な直流電圧に極めて近い。従って、フィルタ３０
のコンデンサ３０ａの容量が図５のコンデンサ９の容量
よりも小さくても図３（Ｇ）の直流検出電圧を得ること
ができる。図３（Ｇ）の電圧はインバータ３１で反転さ
れてトランジスタ３に送られるので、トランジスタ３の
コレクタ電位は図３（Ｈ）に示すように変化し、発電期
間にランプ４が消灯する。

【００１７】本実施例では平滑しない発電電圧の立上り
によって発電を検出しているので、コンパレータ３５、
３６、４１の入力側に平滑回路が設けられていない。従
って、平滑回路によるコンパレータの入力電圧のバラツ
キが発生せず、バラツキの少ない発電検出ができる。ま
た、既に説明したようにフリップフロップ２７のリセッ
ト期間が短いので、コンデンサ３０ａの容量を小さくす
ることができ、これを半導体ＩＣと一体に形成すること
ができる。また、２つのコンパレータ３５、３６の組み
合せでリセットパルスを形成するので、微分回路等によ
るトリガパルスの形成が不要になる。

【００１８】

【変形例】本発明は上述の実施例に限定されるものでな
く、変形が可能なものである。例えば、発電検出端子ｄ
を巻線Ｗ1 又はＷ2 の一端に移すことができる。また、
電圧調整装置２３の回路構成を種々変形できる。また、
セット用コンパレータ４１はヒステリシス特性を持たな
いものでもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の交流発電機とその電圧調整装
置及び発電検出装置を示す回路図である。

【図２】図１の発電検出装置及びその近傍を示す回路図
である。

【図３】図２の各部の波形図である。

【図４】図３（Ａ）〜（Ｅ）の一部拡大図である。

【図５】従来の発電検出装置及びその近傍を示す回路図
である。

【符号の説明】

３５、３６、４１ コンパレータ ２７ フリップフロップ ３０ フィルタ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流発電機と、交流を直流に変換するた
   めに前記交流発電機の電機子コイルに接続された全波整
   流器とを備えた発電装置における発電を検出するための
   装置であって、 前記電機子コイルと前記全波整流器との接続点に接続さ
   れた発電検出入力端子と、 セット端子とリセット端子とを有するフリップフロップ
   と、 前記入力端子と前記フリップフロップの前記リセット端
   子の間に接続され、前記入力端子に得られた発電検出電
   圧が第１の電圧値になったことに応答して前記フリップ
   フロップのリセット信号を発生するリセット信号発生回
   路と、 前記入力端子と前記フリップフロップの前記セット端子
   との間に接続され、前記入力端子に得られた発電検出電
   圧が前記第１の電圧値よりも高い第２の電圧値になった
   ことに応答して前記フリップフロップのセット信号を発
   生するセット信号発生回路と、 前記フリップフロップの出力端子に接続され、前記フリ
   ップフロップの出力を平滑して発電検出信号を送出する
   フィルタとを備えていることを特徴とする発電検出装
   置。