JPH0746041Y2 - 車両用充電発電系の表示装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、車両用充電発電系において、交流発電機が
正常であるにもかかわらず起こる蓄電池の過放電を防止
するために、交流発電機の発電能力を表示する車両用充
電発電系の表示装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第２図は従来の車両用充電発電系の回路図を示すもので
あり、図において、１は車両に搭載された図示しない機
関により駆動される交流発電機であり、電機子コイル10
1と、界磁コイル102で構成されている。

２は上記交流発電機１の交流出力を全波整流する整流器
であり、メイン出力端子201、補助出力端子202、接地端
子203を有している。

メイン出力端子201はメイン出力を出力する端子であ
り、補助出力端子202は界磁コイル102の励磁と、後述す
る電圧調整器３に、交流発電機の整流出力電圧を印加す
る端子である。

３は交流発電機１の出力電圧を所定値に制御する電圧調
整器であり、次の各部により構成されている。

すなわち、301,302は整流器２の補助出力端子202からの
出力電圧を分圧する分圧抵抗で、この補助出力端子202
と接地間に直列に接続されており、この分圧抵抗301と3
02との接続点と制御用トランジスタ304のベース間にゼ
ナーダイオード303が接続されている。これらの分圧抵
抗301,302、ゼナーダイオード303によって交流発電機１
の出力電圧を検出するようになっている。

また、制御用トランジスタ304はゼナーダイオード303の
導通、不導通によって断続されるもので、そのエミッタ
はアースされ、コレクタはパワートランジスタ305のベ
ースに接続されているとともに、ベース抵抗306を介し
て上記補助出力端子202に接続されている。

パワートランジスタ305のエミッタはアースされ、コレ
クタは上記界磁コイル102の一端に接続されている。す
なわち、パワートランジスタ305はこの界磁コイル102に
直列に挿入され、制御用トランジスタ304により断続制
御され、界磁コイル102の界磁電流を制御する。

上記ベース抵抗306はパワートランジスタ305のベース抵
抗であり、また、307は界磁コイル102に並列に接続さ
れ、界磁コイル102に発生する断続サージを吸収するダ
イオードである。

一方、４は蓄電池、５はキースイッチ、６は表示ランプ
で、これらは補助出力端子202と接地間に直列に接続さ
れている。

また、７は電気負荷、８は負荷スイッチであり、これは
直列にして、蓄電池４と並列に接続され、蓄電池４の正
極は整流器２のメイン出力端子201に接続されている。

第３図は交流発電機１の回転速度に対する交流発電機１
の最大出力電流を示す特性図であり、回転速度に対する
飽和最大出力電流が100Aの交流発電機について示してい
る。

また、この交流発電機１の出力電流に対して車両側の総
電気負荷量についても示しており、交流発電機１の飽和
最大出力電流の約75％すなわち75A位に設定されている
のが一般的である。

次に動作について説明する。機関の始動に際して、キー
スイッチ５が閉じられると、蓄電池４からキースイッチ
５を介して表示ランプ６、界磁コイル102に初期励磁電
流が流れ、交流発電機１は発電可能な状態となると同時
に、表示ランプが点灯し、非発電状態を表示する。

次に機関が始動されると、交流発電機１が発電を開始
し、整流器２の補助出力端子202の電圧が上昇する。こ
れと同時に、表示ランプ６の両端の電位差が減少し、つ
いには同電位となり、表示ランプ６が消灯し、交流発電
機１が正常に発電開始したことを表示する。

一方、電圧調整器３は整流器２の補助出力端子202の出
力電圧を分圧抵抗301,302とゼナーダイオード303で検出
しており、補助出力端子202の出力電圧が分圧抵抗301,3
02とゼナーダイオード303とで設定した所定値を越える
と、ゼナーダイオード303が導通し制御用トランジスタ3
04が導通する。

逆に、補助出力端子202の出力電圧が所定値以下となる
と、ゼナーダイオード303が不導通となり、制御用トラ
ンジスタ304が不導通となる。

以上のように、制御用トランジスタ304の断続により、
パワートランジスタ305が断続され、界磁コイル102に流
れる界磁電流を断続制御して、交流発電機１の出力電圧
を所定値に調整している。

この運転中にライトやモータなどの車両の電気負荷７が
負荷スイッチ８によって投入されると、交流発電機１の
出力電圧が低下するため、この出力電圧の低下分を補な
うように界磁電流を増加すべくパワートランジスタ305
の導通率が増大する。

すなわち、投入された負荷量にバランスするようパワー
トランジスタ305の導通率が変化し、交流発電機１の出
力が増減制御される。したがって、パワートランジスタ
305の導通率が100％のとき交流発電機１は最大出力とな
り、この最大出力は回転速度に対して第３図のような特
性となる。

ところで、第３図に示すように、車両側の総電気負荷の
量は交流発電機１の飽和最大出力の75％位に設定される
のが一般的である。したがって、第３図の場合、回転速
度2000rpmにおいて、交流発電機の最大出力と総電気負
荷とが平衡しており、2000rpm以上では交流発電機１の
出力は総電気負荷量を満たすが、それ以下では総電気負
荷量を満たさない。

低速運転モードと高速運転モードの比が対等であれば、
特に支障はないが、たとえば、多くの電気負荷を使用し
低速運転モードが長時間持続する場合など、当然、負荷
に対し交流発電機１の出力が不足し、その不足分を蓄電
池４が放電によって補なう形となる。

しかし、蓄電池４が放電状態になっているにもかかわら
ず、それを表示する手段が無いために、車両を運転する
ドライバーは気づかず、そのまま運転を継続することに
なる。ついには、蓄電池４が過放電、すなわち、いわゆ
るバッテリ上がりとなり、運転不能に陥ってしまうとい
う問題点がある。

〔考案が解決しようとする課題〕

従来の車両用充電発電系は以上のように構成されている
ので、発電量と負荷量の関係を示す表示手段が無いた
め、負荷量が多く、低速運転モードが長時間持続される
場合、蓄電池が放電状態になっているにもかかわらず、
ドライバーはそのまま運転を継続してしまい、ついには
過放電、すなわちバッテリ上がりとなって運転不能に陥
ってしまうという問題点があった。

この考案は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、車両を運転するドライバーに発電量と負荷
量の関係を知らせることができるとともに、不必要な電
気負荷をOFFさせるよう働きかけ、蓄電池の過放電を防
止し、かつ蓄電池を最良の状態に維持することをも可能
にする車両用充電発電系の表示装置を得ることを目的と
する。

〔課題を解決するための手段〕

この考案に係る車両用充電発電系の表示装置は、界磁電
流を断続するパワートランジスタの導通率を電圧レベル
に変換する導通率−アナログ電圧変換器と、この電圧レ
ベルを％（パーセント）表示して交流発電機の発電能力
を表示するアナログ式表示メータとを設けたものであ
る。

〔作用〕

この考案における導通率−アナログ電圧変換器は、パワ
ートランジスタの導通率が100％のとき最大電圧となる
ように導通率を電圧に変換し、アナログ式表示メータの
最大指針となるようにして交流発電機が最大出力時100
％をアナログ式表示メータに表示する。

〔実施例〕

以下、この考案の車両用充電発電系の表示装置の実施例
を図について説明する。第１図はその一実施例の構成を
示す回路図である。この第１図において、第２図と同一
部分には同一符号を付してその構成の重複説明を避け、
第２図とは異なる部分を主体に述べる。

この第１図を第２図と比較しても明らかなように、第１
図では符号１〜８で示す部分は第２図と同様であり、符
号９以降で示す部分が第２図の構成に新たに付加された
部分である。

すなわち、９はパワートランジスタ305の導通率を電圧
レベルに変換する導通率−電圧変換器であり、次の各部
により構成されている。

すなわち、901は定電圧電源Ａ点を作るゼナーダイオー
ドで、そのカソードはキースイッチ５より抵抗902を介
して接続される。ゼナーダイオード901のアノードは接
地されている。

また、903は電圧調整器３のパワートランジスタ305の導
通により導通し、不導通により不導通となるトランジス
タ、すなわち、パワートランジスタ305の導通率を検出
するトランジスタであり、そのエミッタは定電圧電源Ａ
に接続され、ベースはベース抵抗904、逆流防止ダイオ
ード905、界磁コイル102を介して、上記補助出力端子20
2に接続されている。トランジスタ903のコレクタは負荷
抵抗906を介して接地されている。

トランジスタ903のコレクタは抵抗907を介して％（パー
セント）表示を行うアナログ式表示メータ10の入力端子
に接続されており、この入力端子と接地間にはコンデン
サ908が接続されている。この抵抗907とコンデンサ908
とにより積分回路を構成している。

上記表示メータ10は導通率−電圧変換器の電圧出力を受
けて交流発電機１の発電能力として％表示するものであ
る。

次に動作について説明する。機関の始動に際してのキー
スイッチ5ONから発電開始、電圧調整器３の動作につい
ては従来装置と同様なので、その説明を省略する。

そこで、ある負荷状態においては、そのときの負荷量に
対応するパワートランジスタ305の導通率が導通率−電
圧変換器９によって電圧レベルに変換され、その電圧レ
ベルによって交流発電機１の発電能力として表示メータ
10に表示される。

たとえば、その運転回転速度における交流発電機１の最
大出力電流が50Aの場合に、25Aの電気負荷が投入されて
いたとすると、その負荷量に対応するパワートランジス
タ305の導通率はほぼ50％となり、この導通率50％を電
圧変換し、表示メータ10は50％を示す。

これによって、その時点の最大出力電流の1/2、すなわ
ち、交流発電機１の発電能力は50％であることを表わ
し、負荷に対し発電能力にまだ余裕があることを示す。

さらに、電気負荷が25A投入されて合計50Aの電気負荷と
なった場合、パワートランジスタ305の導通率は100％と
なり、表示メータ10は100％を示し、交流発電機１が最
大出力運転状態にあることを示すとともに、これ以上電
気負荷を投入すると、交流発電機１は対応できず、蓄電
池４が放電状態に陥ることをも意味する。

換言すると、表示メータ10が常に100％以下の値を表示
しておれば、交流発電機１は負荷に対して余裕をもって
運転されていることになり、蓄電池４は最良充電状態に
あることになる。

〔考案の効果〕

以上のように、この考案によれば、界磁電流を断続する
パワートランジスタの導通率を電圧レベルに変換する導
通率−アナログ電圧変換器と、この導通率−アナログ電
圧変換器の電圧出力を受けて交流発電機の発電能力をパ
ーセント表示するアナログ式表示メータとを備えたの
で、ドライバに対し交流発電機の最大能力に対する投入
電気負荷量の割合を知らせることができるとともに、不
必要な電気負荷をOFFさせるよう働き掛けることができ
る。

さらに、これらによって蓄電池の過放電による運転不能
に陥ることを回避でき、蓄電池を最良の状態に維持する
ことをも可能となり、しかも、発電量検出用として導通
率−アナログ電圧変換器を用いているので発電量検出す
るのに例えば変圧器等を使用する場合等に比べて構成が
簡単で安価となり、また表示方式としてアナログ表示方
式を用いているので例えば発光ダイオードを用いてデジ
タル表示する場合などに比べて細かく表示でき、表示精
度を向上できるなどの効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例による車両用充電発電系の
表示装置を示す回路図、第２図は従来の車両用充電発電
系装置を示す回路図、第３図は第２図の車両用充電発電
系における交流発電機の最大出力電流を示す特性図であ
る。 １…交流発電機、２…整流器、３…電圧調整器、４…蓄
電池、５…キースイッチ、６…表示ランプ、７…電気負
荷、８…負荷スイッチ、９…導電率−電圧変換器、10…
表示メータ、304…制御用トランジスタ、305…パワート
ランジスタ。 なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】界磁コイルを有する交流発電機の整流出力
   により充電される蓄電池と、上記交流発電機または上記
   蓄電池の電圧を検出し、上記界磁コイルに直列に挿入さ
   れたパワートランジスタによって界磁電流を断続制御す
   ることにより上記交流発電機の出力電圧を所定値に調整
   する電圧調整器とを有する車両用充電発電系において、 上記パワートランジスタの断続の導通率を電圧レベルに
   変換する導通率−アナログ電圧変換器と、 この導通率−アナログ電圧変換器の電圧出力を受けて上
   記交流発電機の発電能力をパーセント表示するアナログ
   式表示メータと を備えたことを特徴とする車両用充電発電系の表示装
   置。