JPH062442Y2

JPH062442Y2 - 車両用充電発電機

Info

Publication number: JPH062442Y2
Application number: JP1986087115U
Authority: JP
Inventors: 健曽根
Original assignee: Sawafuji Electric Co Ltd
Current assignee: Sawafuji Electric Co Ltd
Priority date: 1986-06-06
Filing date: 1986-06-06
Publication date: 1994-01-19
Anticipated expiration: 2001-06-06
Also published as: JPS62198829U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は例えば自動車のエンジンにより駆動され、発電
コイルに発生した交流電圧を整流した出力で負荷に通電
すると共にバッテリを充電し、さらに同出力で電圧調整
器を介して界磁コイルを励磁するようにした車両用充電
発電機の改良に関するものである。

（従来技術とその問題点）第２図は従来この種車両用充電発電機を示す電気結線図
であり、この図において、１はエンジン（図示せず）に
駆動される充電発電機で、この発電機１は発電コイル２
と、界磁コイル３と、主整流器４と、補整流器５とより
なっている。６は周知の電圧調整器で、この電圧調整器
６はダーリントン接続のトランジスタ７と、制御トラン
ジスタ８と、ダイオード９と、ツェナーダイオード１０
と、抵抗１１、１２、１３とよりなっている。つぎに、
１５は逆流防止用のダイオード、１６は表示灯、１７は
ていてこう、１８はキースイッチ、１９はバッテリ、２
０はスイッチ、２１は照明灯などの負荷であり、それぞ
れ図示のように接続されている。

以上のように構成された従来の車両用充電発電機は下記
のように作動する。まず発電機１を回転させる前、また
は回転させると同時にキースイッチ１８を閉路すると、
バッテリ１９の電圧が、キースイッチ１８、抵抗１７、
ダイオード１５、電圧調整器６の抵抗１１を介してトラ
ンジスタ７のベースに印加されるので、このトランジス
タ７はオン作動し、発電機１の界磁コイル３にバッテリ
１９より初期励磁電流が流れる。そして、このとき抵抗
１７の両端に発生した電位差により表示灯１６が点灯
し、発電コイル２の発生電圧がまだバッテリ１９に対し
て充電状態になっていないことを表示する。

つぎに、エンジンを始動し、発電機１が回転を開始し、
その発電機１の回転速度が上昇すると、前述のように界
磁コイル３にはバッテリ１９より初期励磁電流が供給さ
れているので、発電コイル２の発生電圧は急速に立ち上
がり、今までバッテリ１９より界磁コイル３に流れてい
た励磁電流は、発電コイル２より補整流器５を介して流
れるようになり、これにより表示灯１６は消灯し、発電
コイル２の発生電圧がバッテリ１９に対して充電状態に
あることを表示する。そして、一方その発電コイル２の
発生電圧は主整流器４により整流されバッテリ１９を充
電すると共に、スイッチ２０を閉路することにより照明
灯などの負荷２１に通電されるようになる。

しかして、前記発電コイル２の発生電圧が所定値以上に
上昇すると電圧調整器６の抵抗１２と１３の接続点に接
続されたツェナーダイオード１０が導通してトランジス
タ８をオン作動させ、これにより今までオン状態にあっ
たトランジスタ７をオフ作動させ、今まで界磁コイル３
に流れていた界磁電流を遮断するので、発電コイル２の
発生電圧を急速に低下させ、これにより前記ツェナーダ
イオード１０をオフ作動させ、トランジスタ８をオフ作
動させ、トランジスタ７をオン作動させ、界磁コイル３
に励磁電流が再び流れ、発電コイル２の発生電圧は再び
上昇する。電圧調整器６は以上の動作を繰り返して主発
電コイルの発生電圧が所定値以上に上昇しないように制
御する。

以上のように作動する第２図に示す従来の車両用充電発
電機においては、下記のような欠点があることが判明し
た。

すなわち、自動車などの車両において、クーラまたはヒ
ータおよび照明灯などを用いない昼間の通常運転におい
ては、大なる電力を必要とする負荷は全くなく、これに
加えて、バッテリが、完充電状態に近づいている場合に
おいては、その発電機は著しく効率が悪い軽負荷状態で
長時間運転されていることになり、これによりエンジン
の出力を無駄に長時間消費するという欠点があると共
に、バッテリが過充電状態となるおそれがあり、そのバ
ッテリの寿命が著しく短くなるという重大な欠点があっ
た。

本考案は、自動車等の車両において、電気負荷が軽く充
電発電機からの電流が小さいときや、バッテリが完充電
に近く充電の必要がない時には、充電発電機の作動を停
止してエンジンの燃費を向上させ、あわせてバッテリの
過充電を防止することを目的としている。

（問題点を解決するための手段）上記目的を達成するために、本考案の車両用充電発電機
においては、発電コイルの中性点に発生する脈動電圧の
波高値から発電コイルの負荷電流を求める回路を含む負
荷電流検出装置を設け、バッテリには電圧検出器を設け
ると共に、励磁回路内の第１の電圧調整用トランジスタ
と直列にさらに第２のトランジスタを設けた。

そして、負過電流検出装置の出力とバッテリ電圧検出器
の出力を新たに設けた第２のトランジスタのベース端子
に接続し、負過電流が設定より小さい時かつバッテリ電
圧が設定より大きい時にこの第２のトランジスタを遮断
させる。

（作用）上記のように構成された充電発電機では、負過電流が設
定値より小さいときには負過電流検出装置の出力がオフ
となり、さらにバッテリが設定値である完充電時の電圧
より大きいときはバッテリ電圧検出器の出力がオフとな
るので、励磁回路内に新たに設けた第２のトランジスタ
のベース電流が流れなくなり、この第２のトランジスタ
は遮断され、充電発電機の励磁コイルが励磁されなくな
りその作動が停止するように働く。

（本考案の実施例）第１図は本考案一実施例の車両用充電発電機を示す電気
回路図であり、この図において、第２図と同一符号で示
すものは、第２図のものと同一または等効のものを示し
ているので、その説明を省略して異なるところを説明す
る。この第１図においては発電機１の界磁コイル３と電
圧調整器６のトランジスタ７との間には、ダーリントン
接続のトランジスタ３０が直列に接続されていると共
に、このトランジスタ３０をせいぎょするための、バッ
テリ電圧検出装置３１と、負荷電流検出装置３９が設け
てある。そして、このバッテリ電圧検出装置３１はトラ
ンジスタ３２と、ツェナーダイオード３３と、ダイオー
ド３４と、コンデンサ３５と、抵抗３６、３７、３８と
により構成され負荷電流検出装置３９はトランジスタ４
０、４１とツェナーダイオード４２と、ダイオード４
３、４４とコンデンサ４５と、抵抗４６、４７、４８と
により構成されている。

本考案一実施例の車両用充電発電機は以上のように構成
されているので、キースイッチ１８を閉路すると、バッ
テリ１９の電圧が、このキースイッチ１８を介してバッ
テリ電圧検出装置３１と、負過電流検出装置３９とに印
加され、発電機１の運転中においてはその両者は下記の
ように作動する。

（イ）バッテリ電圧検出装置３１の動作バッテリ電圧検出装置３１の抵抗３７と３８の接続点に
接続されたツェナーダイオード３３はバッテリ１９の端
子電圧が所定の電圧（前記電圧調整器６による調整電圧
の下限よりやや低い電圧）以下の場合にはオフ状態であ
るようにしてあるので、その場合はトランジスタ３２も
オフ状態であり、これによりバッテリ１９の電圧は抵抗
３６とダイオード３４とを介して発電機１の界磁コイル
３に直列に接続されたトランジスタ３０にベース電流を
供給し、該トランジスタ３０をオン状態とする。

そして、バッテリ１９が前記所定の電圧以上になると、
前記ツェナーダイオード３３がオンすると共に、これに
よりトランジスタ３２がオン状態となり、前記トランジ
スタ３０のベース電流は、このトランジスタ３２により
側路される。

（ロ）負荷電流検出装置３９の動作つぎに、負荷電流検出装置３９は発電コイル２の負荷電
流が増加するのにほぼ比例して同発電コイル２の中性点
Ｎに発生する脈動電圧の波高値が高圧となることに着目
し、これを利用して下記のように負荷電流検出装置３９
を作動させるようにしている。まず、負荷２１などに通
電される負荷電流が所定値以上に大であるときは中性点
Ｎに発生する脈動電圧の波高値は所定値より大であり、
これがダイオード４３を介してツェナーダイオード４２
をオン作動させ、これによりトランジスタ４０がオン状
態となり、トランジスタ４１をオフ作動させるので、バ
ッテリ１９の電圧は抵抗４８とダイオード４４を介して
界磁コイル３に直列に接続されたトランジスタ３０にベ
ース電流を供給して該トランジスタ３０をオン状態にす
る。

そして、前記負荷電流が所定値より小（軽負荷）となる
と前記中性点Ｎに発生する脈動電圧の波高値は所定値以
下になり、これにより前記ツェナーダイオード４２およ
びトランジスタ４０がオフ作動し、トランジスタ４１が
オン状態となるので、前記界磁コイル３に直列に接続さ
れたトランジスタ３０のベース電流は該トランジスタ４
１により側路される。

以上のようにバッテリ電圧検出装置３１と負荷電流検出
装置３９との両者が作動することにより、自動車などの
車両において、クーラまたはヒータおよび照明灯などを
用いない昼間の通常運転時において、バッテリ１９が完
充電に近い状態で、かつ所定の軽負荷状態にあるときは
界磁コイル３に直列に接続されたトランジスタ３０をオ
フ作動させ、該界磁コイル３の励磁電流を完全に遮断
し、発電コイル２の発電を停止させることができるの
で、従来のように発電機１が効率の著しく悪い軽負荷状
態で運転されることを完全に防止することができる。

なお、バッテリ１９の電圧が前記所定の電圧以下の場合
または負荷２１などに流れる負荷電流が所定値以上に大
であるときは前述のように界磁コイル３に直列に接続さ
れたトランジスタ３０はオン状態にあるので、電圧調整
器６は従来と同様に界磁コイル３に流れる励磁電流を発
電コイル２に発生する電圧が所定の電圧より上昇しない
ように制御することは説明するまでもなく明らかであ
る。

第１図に示す実施例において、界磁コイル３に接続した
トランジスタ３０はダーリントン接続のもので示した
が、本考案はこれに限定されるものではなく、ダーリン
トン接続以外のトランジスタまたはその他の半導体開閉
素子でもよいことは説明するまでもなく明らかである。

（考案の効果）本考案は、以上説明したように構成されているので、以
下に記載されるような効果を奏する。

発電コイルの中性点に発生する脈動電圧の波高値から発
電コイルの負荷電流を求める回路を含む負過電流検出装
置を設け、バッテリには電圧検出器を設けると共に、負
過電流検出装置の出力とバッテリ電圧検出器の出力を、
励磁回路内における電圧調整用の第１のトランジスタと
直列に新たに設けた第２のトランジスタのベース端子に
接続し、負過電流が設定より小さい時かつバッテリ電圧
が設定より大きい時にこの第２のトランジスタを遮断さ
せることにより、エンジン出力の負荷の一部である充電
発電機の作動が停止し、燃費の向上を図ることができる
とともに、完充電に近いバッテリをさらに充電させる過
充電を防止することができるので、バッテリの寿命を長
くすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案一実施例車両用充電発電機の電気回路
図、第２図は従来この種車両用充電発電機の電気回路図
である。図中、１は発電機、２は発電コイル、３は界磁コイル、
４は主整流器、５は補整流器、６は電圧調整器、１９は
バッテり、２１は負荷、３０はトランジスタ、３１はバ
ッテリ電圧検出器、３９は負荷電流検出装置。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】三相スター結線の発電コイル（２）に第１
の全波整流器（４）を介して負荷（２１）とバッテリ
（１９）に供給充電すると共に、前記発電コイル（２）
を第２の全波整流器（５）と電圧調整器（６）内の第１
のトランジスタ（７）を介して界磁コイル（３）に接続
した励磁回路を備えた車両用充電発電機において、前記
発電コイル（２）の中性点に発生する脈動電圧の波高値
から該発電コイル（２）の負荷電流を求める回路を含む
負荷電流検出装置（３９）と、前記バッテリ（１９）に
バッテリ電圧検出器（３１）を設けると共に、前記励磁
回路内に第２のトランジスタ（３０）を設け、前記負荷
電流検出装置（３９）の出力と前記バッテリ電圧検出器
（３１）の出力を前記第２のトランジスタ（３０）のベ
ース端子に接続し、負荷電流が設定より小さい時かつバ
ッテリ電圧が設定より大きい時に前記第２のトランジス
タ（３０）を遮断することを特徴とする車両用充電発電
機。