JPH0919080A - 車両用発電機の電圧制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 通信線の伝送異常時に、バッテリや電気負荷
を保護する。 【解決手段】 端子Ｃのハイインピーダンス時の電位を
定電流源３０１および抵抗３０２により所定電圧（２．
５Ｖ）に設定しておき、比較器３０３、３０４およびノ
ア回路３０６により端子Ｃの電位が３．５〜５．５Ｖの
特定電位か否かを検出する。ＥＣＵ１から制御信号を端
子Ｃへ伝送し、端子Ｃの電位が特定電位の場合のみに、
トランジスタ４０１をオンにして、発電機３の出力電圧
の分圧を下げて、高電圧を出力し、それ以外の場合に
は、標準電圧を出力する。通信線２の断線や端子Ｃへの
接触不良の場合、通信線２のアース短絡した場合、バッ
テリ４の端子電圧が通信線２に印加された場合にはすべ
て、端子Ｃの電位が特定電位にならないため、標準電圧
が出力される。異常時に高電圧がバッテリ４に印加され
ない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発電機の出力電圧
を、外部からの制御信号に応じて複数種類に調整する車
両用発電機の電圧制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両用発電機では、通常、車載バッテリ
の充電用電圧を出力電圧として発電が行われるが、車両
の走行状態に応じて、例えば、車両が加速状態にある
時、積極的に発電機の発電を抑制してエンジンの負荷ト
ルクを軽くすることで、加速性を向上したり、バッテリ
の充電状態が良好な場合に発電をバッテリ開放電圧相当
に抑制し、エンジンの負荷トルクを軽くすることで燃費
を向上したりするために、発電機の出力電圧を２段階に
切り替えるものがある。

【０００３】さらに、最近では、バッテリの充電状態が
良好な場合に発電抑制し、車両減速時に、発電電圧を高
くし積極的に発電することで減速時の運動エネルギの減
少分をバッテリに回生充電するなど、バッテリ状態や走
行状態に応じて発電制御させたり、通常のバッテリ電圧
より高い高電圧（例えば、３０Ｖ）を利用する電気加熱
触媒等の特殊な電気負荷への電力供給のための高電圧を
発生させることなどの要求がある。このように、発電機
の出力電圧を変更する場合には、電圧調整器の基準電圧
を外部の制御装置からの制御信号に応じて変更すること
によって、発電機の界磁電流が調整されて、必要とする
電圧が出力される。また、バッテリ電圧より高い特殊な
高電圧を出力する場合には、制御信号に応じて発電機の
出力電圧の切り替えが行われるとともに、発電機の電気
負荷の切り替えも同時に行われる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、外部からの制
御信号に応じて、基準電圧を切り替えるものでは、例え
ば、制御信号の通信線に異常が発生し、例えば、コネク
タ等の接触不良によるオープン状態（ハイインピーダン
ス状態）や、ハーネスの噛み込みによる通信線のボディ
アース状態などが発生すると、制御信号と異なる電圧を
発生する恐れがあり、例えば、発電停止状態になるとバ
ッテリ上がりを招き、高電圧を出力するとバッテリの過
充電およびバッテリの損傷を招くなどの問題がある。

【０００５】本発明は、外部からの制御信号に応じて、
通常のバッテリの充電電圧及びそれ以外の特殊な電圧を
発生する車両用発電機の電圧制御装置において、制御信
号の通信線に異常が発生した場合でも、発電機の出力電
圧が車両のバッテリ、電気負荷等に支障を与えないよう
にすることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、請求項１から
４では、入力部電位設定手段は、制御信号を入力するた
めの入力部がハイインピーダンスの時の電位が所定電位
に設定されるため、外部信号を入力するための通信線が
入力部に接続された状態では、外部からの制御信号が入
力部に与えられると、入力部の電位は、制御信号に応じ
て変化し、制御信号がハイインピーダンスであると、入
力部の電位は所定電圧となり、それ以外の状態として、
例えば、制御信号が入力部に所定電位より高いバイアス
を加える状態では、入力部の電位が所定電位より高くな
り、制御信号が入力部を接地する状態であれば、入力部
の電位が所定電位より低くなり、制御信号が入力部の電
位を特定電位にするような場合には、入力部の電位は特
定電位になる。

【０００７】出力電圧制御手段は、入力部の電位が、所
定電位を除いて設定された特定電位範囲内にあるか否か
を電位判別手段によって判別して、制御信号が入力部に
正常に入力される場合には、制御信号に応じて、制御信
号が入力部の電位を特定電位にする信号であれば、入力
部の電位が特定電位範囲内にあるときには特定の出力電
圧になるように界磁電流が調整されて、発電機の出力電
圧は特定の出力電圧になり、入力部の電位がそれ以外の
特定電位範囲より高い側及び低い側にある場合には、発
電機の出力電圧を特定の出力電圧になるよう界磁電流が
調整されて、発電機の出力電圧は特定の出力電圧以外の
出力電圧になる。

【０００８】従って、第１の基準電圧を、車両に搭載さ
れたバッテリの電圧より低く設定し、第２の基準電圧
を、第１の基準電圧よりも低く且つ零ボルトより高く設
定しておき、またバッテリおよびバッテリによって作動
する電気負荷以外の電気負荷の作動電圧を特定の出力電
圧の電圧として設定しておけば、制御信号が入力部に正
常に入力される場合には、制御信号に応じて、制御信号
が入力部の電位を特定電位にする信号であれば、発電機
の出力電圧は、特定の出力電圧になり、それ以外の場合
には、特定の出力電圧以外の出力電圧になる。

【０００９】一方、制御信号を伝送する通信線が制御信
号を送出する機器から入力部までの間で接触不良を生じ
て、入力部がハイインピーダンス状態になった場合に
は、制御信号に関係なく、発電機の出力電圧は特定の出
力電圧になる。従って、接触不良の発生に伴って、特定
の出力電圧以外の出力電圧が発生することがなく、特定
の出力電圧によって作動する電気負荷に悪影響を与える
ことがない。また、通信線が何らかの事情でアース短絡
した場合には、入力部の電位が特定電位範囲の低い側の
第２の基準電圧値より低くなり、特定電位範囲以外の電
位になるため、発電機の出力電圧は、特定の出力電圧以
外の出力電圧になる。

【００１０】同様に、通信線が何らかの事情でバッテリ
電圧が印加された場合には、入力部の電位が特定電位範
囲の高い側の第１の基準電圧値より高くなり、特定電位
範囲以外の電位になるため、発電機の出力電圧は、特定
の出力電圧以外の出力電圧になる。この結果、通信線等
の異常発生よって制御信号が入力部に正常に入力されな
くなった場合には、特定の出力電圧になることがなく、
必ず特定の出力電圧以外の出力電圧になるため、バッテ
リやバッテリ電圧により作動する電気負荷に、特定の出
力電圧が印加されることがなくなる。

【００１１】従って、請求項１から４では、バッテリお
よびバッテリによって作動する電気負荷を特定の出力電
圧以外の電圧で作動する電気負荷として設け、上記以外
の電気負荷を特定の出力電圧で作動する電気負荷として
設定しておけば、制御信号を外部から伝送する通信線の
接触不良や車両における異常に伴う接続異常の異常状態
が発生しても、異常発生時に、バッテリやバッテリ電圧
により作動する電気負荷に、特定の出力電圧が印加され
ることがなくなり、バッテリやバッテリ電圧によって作
動する電気負荷を保護することができる。

【００１２】特に、特定の出力電圧を車両に搭載しされ
たバッテリの充電電圧より高い高電圧とし、特定の出力
電圧以外の出力電圧としてバッテリの充電電圧を設定し
ておくことにより、異常が生じた場合に、高電圧がバッ
テリやバッテリ電圧によって作動する電気負荷に印加さ
れることがなくなり、バッテリの過充電や損傷、及びバ
ッテリ電圧で作動する電気負荷を保護することができ、
これらの故障を防止できる。

【００１３】請求項５では、特定の出力電圧は発電機の
発電停止状態であり、また、請求項６では、特定の出力
電圧以外の出力電圧がバッテリの充電用電圧であるた
め、制御信号を伝送する通信線の異常発生時に、発電機
の発電停止状態にならないため、バッテリ上がりを生じ
たり、電圧低下による他の第１の電気負荷の異常動作を
招くことがない。

【００１４】請求項７では、請求項１から６において、
特定の出力電圧以外の出力電圧は、特定電位を除く入力
部の電位に応じて２種類に設定される。この２種類の出
力電圧を発生するための制御信号の電位の割り振りは、
例えば、第１の基準電圧以上と第２の基準電圧以下とに
よって振り分けることができるほかに、第１の基準電圧
より高い電圧あるいは第２の基準電圧より低い電圧を第
３の基準電圧として設定して、この第３の基準電圧に対
する高低によって出力電圧を変更することもでき、ま
た、第３、４の基準電圧を第１の基準電圧より高い電圧
と第２の基準電圧より低い電圧にそれぞれ設定して、各
基準電圧に基づいて出力電圧を変更することもできる。

【００１５】このように、請求項７では、特定の出力電
圧が特定電位を除く入力部の電位に応じて２種類に設定
されているため、制御信号を伝送する通信線に異常がな
い場合には、制御信号の電位を変更することによって、
電気負荷の必要に対応した特定の出力電圧以外の２種類
の出力電圧を発生させることができる。

【００１６】本発明の請求項８から１０では、外部信号
を入力するための通信線が入力部に接続された状態で
は、外部からの制御信号が入力部に与えられると、入力
部の電位は、制御信号に応じて変化し、制御信号がハイ
インピーダンスであると、入力部の電位は所定電圧とな
り、それ以外の状態として、例えば、制御信号が入力部
に所定電位より高いバイアスを加える状態では、入力部
の電位が所定電位より高くなり、制御信号が入力部を接
地する状態であれば、入力部の電位が所定電位より低く
なり、制御信号が入力部の電位を特定電位にするような
場合には、入力部の電位は特定電位になる。

【００１７】従って、第１の基準電圧を、車両に搭載さ
れたバッテリの電圧より低く設定し、第２の基準電圧
を、第１の基準電圧よりも低く且つ零ボルトより高く設
定しておき、またバッテリおよびバッテリによって作動
する電気負荷を第１の電気負荷として設けておけば、制
御信号が入力部に正常に入力される場合には、制御信号
に応じて、制御信号が入力部の電位を特定電位にする信
号であれば、発電機の出力電圧は、第２の電気負荷に応
じた第２の出力電圧になり、それ以外の場合には、第１
の電気負荷に応じた第１の出力電圧になる。

【００１８】一方、制御信号を伝送する通信線が制御信
号を送出する機器から入力部までの間で接触不良を生じ
て、入力部がハイインピーダンス状態になった場合に
は、制御信号に関係なく、第１の電気負荷に応じた第１
の出力電圧になる。従って、接触不良の発生に伴って、
第２の出力電圧が発生することがなく、バッテリや第１
の電気負荷に影響を与えることがない。また、通信線が
何らかの事情でアース短絡した場合には、入力部の電位
が特定電位の低い側の第２の基準電圧値より低くなり、
特定電位以外の電位になるため、発電機の出力電圧は、
第１の出力電圧になる。

【００１９】同様に、通信線が何らかの事情でバッテリ
電圧が印加された場合には、入力部の電位が特定電位の
高い側の第１の基準電圧値より高くなり、特定電位以外
の電位になるため、発電機の出力電圧は、第１の出力電
圧になる。この結果、通信線等の異常発生よって制御信
号が入力部に正常に入力されなくなった場合には、第２
の出力電圧になることがなく、必ず第１の出力電圧にな
るため、バッテリやバッテリ電圧により作動する電気負
荷に、第２の出力電圧が印加されることがなくなり、バ
ッテリやバッテリ電圧によって作動する電気負荷を保護
することができる。

【００２０】このように、本発明の請求項８から１０で
は、バッテリおよびバッテリによって作動する電気負荷
を第１の電気負荷として設けておけば、制御信号を外部
から伝送する通信線の接触不良や車両における異常に伴
う接続異常の異常状態が発生しても、異常発生時に、バ
ッテリやバッテリ電圧により作動する電気負荷に、第２
の出力電圧が印加されることがなくなり、バッテリやバ
ッテリ電圧によって作動する電気負荷を保護することが
できる。

【００２１】請求項１１では、第１の電気負荷は車両に
搭載されたバッテリであり、第１の出力電圧はバッテリ
の充電用電圧であるとともに、第２の電気負荷は車両に
搭載された電気加熱触媒であり、第２の出力電圧は前記
バッテリの充電電圧より高い高電圧である。このため、
制御信号を伝送する通信線の異常発生時に、バッテリ電
圧より高い第２の電気負荷に応じた高電圧が、バッテリ
やバッテリ電圧によって作動する第１の電気負荷に印加
されることがないため、バッテリの過充電や損傷、及び
第１の電気負荷の故障を防止できる。

【００２２】請求項１２では、第２の電気負荷は発電機
の無負荷状態であり、第２の出力電圧は発電機の発電停
止状態であり、っまた、請求項１３では、第１の電気負
荷は車両に搭載されたバッテリであり、第１の出力電圧
はバッテリの充電用電圧である。このため、制御信号を
伝送する通信線の異常発生時に、発電機の発電停止状態
にならないため、バッテリ上がりを生じたり、電圧低下
による他の第１の電気負荷の異常動作を招くことがな
い。

【００２３】請求項１４は、請求項８〜１３において、
第１の出力電圧は、特定電位を除く入力部の電位に応じ
て２種類に設定される。この２種類の出力電圧を発生す
るための制御信号の電位の割り振りは、例えば、第１の
基準電圧以上と第２の基準電圧以下とによって振り分け
ることができるほかに、第１の基準電圧より高い電圧あ
るいは第２の基準電圧より低い電圧を第３の基準電圧と
して設定して、この第３の基準電圧に対する高低によっ
て出力電圧を変更することもでき、また、第３、４の基
準電圧を第１の基準電圧より高い電圧と第２の基準電圧
より低い電圧にそれぞれ設定して、各基準電圧に基づい
て出力電圧を変更することもできる。従って、請求項１
４では、第１の電気負荷に対応した第１の出力電圧が特
定電位を除く入力部の電位に応じて２種類に設定されて
いるため、制御信号を伝送する通信線に異常がない場合
には、制御信号の電位を変更することによって第１の電
気負荷の必要に対応した２種類の出力電圧を発生させる
ことができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】次に本発明の車両用発電機の電圧
制御装置を図に示す実施例に基づいて説明する。図１に
示す車両用発電機の電圧制御装置の第１実施例におい
て、１は外部制御装置であるＥＣＵ、２はＥＣＵ１の制
御信号を伝送する通信線、３は三相交流の発電機で、３
１は三相の発電巻線、３２は励磁巻線、３３は三相全波
整流器、３４は発電制御装置である。４は車載電源とし
て設けられたバッテリ、５は車両における電気負荷で、
バッテリ４の電圧にて作動する。６は特にバッテリ４の
電圧より高電圧を必要とする電気加熱触媒(Electric He
ated Catalyst)等の高電圧負荷、７は電気負荷５または
高電圧負荷６を選択するためのリレー等の負荷選択スイ
ッチである。

【００２５】ＥＣＵ１は、バッテリ４の電圧を安定化し
た定電圧電源Ｖ１により作動し、内燃機関の始動時、車
両の走行状態、バッテリ端子電圧、内燃機関の回転数等
に基づいて、内燃機関の制御を行うとともに、発電機３
の出力電圧の制御をするための電圧指令信号を端子Ｃへ
送出する。端子Ｃへの電圧指令信号は、例えば、スイッ
チング素子によってＥＣＵ１の制御端子１１に現れる電
圧を、アース電位、オープン（ハイインピーダンス）、
特定電位（５Ｖ）に切り替えることによって以下のとお
り行われる。

【００２６】発電機３の出力電圧を、バッテリ４の端子
開放電圧に相当する低圧側標準電圧（１２．８Ｖ）にす
る場合には、制御端子１１の電位をアース電位（接地）
にする。発電機３の出力電圧を電気負荷５の通常使用時
のバッテリ４の充電電圧に相当する高圧側標準電圧（１
４．５Ｖ）にする場合には、制御端子１１をオープン
（ハイインピーダンス）とする。高電圧負荷７への電力
供給を行うための高電圧（３０Ｖ）にする場合には、定
電圧電源Ｖ１の電圧（５Ｖ）を制御端子１１に印加し
て、特定電位を出力するようにする。

【００２７】なお、ＥＣＵ１は、制御端子１１に出力す
る電圧指令信号に同期させて負荷選択スイッチ７の切り
替え制御を行い、通常時には、負荷選択スイッチ７を電
気負荷５側へ接続し、内燃機関の始動直後等の高電圧負
荷６への高電圧の電力供給を行う場合には、負荷選択ス
イッチ７を高電圧負荷６側へ接続する。

【００２８】発電制御装置３４は、ＥＣＵ１から送出さ
れる電圧指令信号を判別する信号判別回路３００と、信
号判別回路３００の判別結果に応じて発電機３の出力電
圧を調整する電圧調整回路４００とからなる。

【００２９】信号判別回路３００には、ＥＣＵ１の制御
端子１１から電圧指令信号を伝送する通信線２を接続す
るために端子Ｃが設けられており、この端子Ｃには、通
信線２の無接続時等、主に制御端子１１のオープン時の
電位を約２．５Ｖに設定するために、定電流源３０１及
び端子Ｃと接地極との間に設けられた抵抗３０２からな
るバイアス手段が接続されている。

【００３０】また、信号判別回路３００には、端子Ｃの
電位を判別するための３つの比較器３０３、３０４、３
０５が設けられている。比較器３０３、３０４は、ノア
回路３０６とともにウインドコンパレータを形成してお
り、比較器３０３は、端子Ｃが正入力端子に接続され、
端子Ｃの電位が５．５Ｖより高い場合に出力をＨｉレベ
ルに、端子Ｃの電位が５．５Ｖより低い場合に出力をＬ
ｏレベルにする。比較器３０４は、端子Ｃが負入力端子
に接続され、端子Ｃの電位が３．５Ｖより低い場合に出
力をＨｉレベルにし、端子Ｃの電位が３．５Ｖより高い
場合に出力をＬｏレベルにする。これら比較器３０３、
３０４により、端子Ｃの電位が３．５〜５．５Ｖの間の
場合のみに、ノア回路３０６の出力はＨｉレベルとな
り、端子Ｃの電位が３．５Ｖより低い場合または５．５
Ｖより高い場合にはノア回路３０６の出力がＬｏレベル
になる。

【００３１】一方、比較器３０５は 端子Ｃの電位が
１．５Ｖより低い場合に、Ｈｉレベルになり、１．５Ｖ
より高い場合にはＬｏレベルとなる。なお、各比較器３
０３〜３０５の上記以外の他方の各入力端子は、別途設
けられた基準電圧回路と接続されている（図３参照）。

【００３２】電圧調整回路４００には、３つの抵抗４０
２、４０３、４０４およびノア回路３０６の出力に応じ
て作動するスイッチング用のトランジスタ４０１により
発電機３の出力電圧を分圧する分圧回路と、基準電圧Ｖ
₃ 、３つの抵抗４０６、４０７、４０８および比較器３
０５の出力に応じて作動するスイッチング用のトランジ
スタ４０５からなる基準電圧回路と、これら分圧回路お
よび基準電圧回路の出力をそれぞれ負入力端子と正入力
端子にそれぞれ入力して電圧を比較する比較器４０９
と、比較器４０９の出力に応じて界磁巻線を通電するト
ランジスタ４１０とからなり、信号判別回路３００の比
較器３０５及びノア回路３０６の各出力に基づいて発電
機３の界磁電流を制御し、発電機３の調整電圧を制御す
る。

【００３３】具体的には、端子Ｃの電位が１．５Ｖより
低く、ノア回路３０６の出力がＬｏレベル、比較器３０
５の出力がＨｉレベルの場合には、トランジスタ４０１
がオフ、トランジスタ４０５がオンとなって抵抗４０８
の両端が短絡されて、比較器４０９の正入力端子側の基
準電圧が下がると、発電機３の出力電圧をバッテリ４の
端子開放電圧としての低圧側標準電圧（１２．８Ｖ）と
するような界磁電流を界磁巻線３２に流す。端子Ｃの電
位が１．５Ｖから３．５Ｖの間であって、ノア回路３０
６の出力がＬｏレベル、比較器３０５の出力がＬｏレベ
ルの場合には、トランジスタ４０１、４０５がともにオ
フとなって、各抵抗４０２〜４０４による分圧および抵
抗４０６〜４０８によって設定された基準電圧によっ
て、発電機３の出力電圧を、バッテリ４に電気負荷５が
接続された場合の電圧である高圧側標準電圧（１４．５
Ｖ）とするような界磁電流を界磁巻線３２に流す。

【００３４】端子Ｃの電位が３．５Ｖから５．５Ｖの間
であって、ノア回路３０６の出力がＨｉレベル、比較器
３０５の出力がＬｏレベルの場合には、トランジスタ４
０１がオンとなり、トランジスタ４０５がオフとなっ
て、抵抗４０４の両端が短絡されて発電機３の出力電圧
の分圧が下がり、比較器４０９の負入力端子側の電圧が
下がると、発電機３の出力電圧を、高電圧負荷６の電圧
に対応した出力電圧である３０Ｖとするような界磁電流
を界磁巻線３２に流す。

【００３５】端子Ｃの電位が５．５Ｖより高く、ノア回
路３０６の出力がＬｏレベル、比較器３０５の出力がＬ
ｏレベルの場合には、トランジスタ４０１、４０５がと
もにオフとなって、各抵抗４０２〜４０４による分圧お
よび抵抗４０６〜４０８によって設定された基準電圧に
よって比較器４０９の正負各入力間の電圧差が標準状態
となって、発電機３の出力電圧を、バッテリ４に電気負
荷５が接続された場合の電圧である高圧側標準電圧（１
４．５Ｖ）とするような界磁電流を界磁巻線３２に流
す。なお、４１１は還流ダイオードである。以上の電圧
制御動作を行う発電制御装置３４により調整される発電
機３の発電電圧と、端子Ｃに現れる電位との関係を図２
に示す。

【００３６】以上の構成からなる本実施例の車両用発電
機の電圧制御装置では、ＥＣＵ１の制御端子１１から発
電制御装置３４の端子Ｃの間の通信線２が正常の場合に
は、制御端子１１から送出される電圧指令信号に応じ
て、電圧調整回路４００による界磁電流の制御が行われ
て、発電機３の出力電圧は、低圧側標準電圧（１２．８
Ｖ）、高圧側標準電圧（１４．５Ｖ）あるいは高電圧
（３０Ｖ）に制御される。

【００３７】通信線２の端子Ｃとの接触不良、通信線２
上のコネクタ、ハーネス等の接触不良等の制御端子１１
から端子Ｃとの間の通信線２において伝送異常が生じた
場合には、端子Ｃの電位は、バイアス手段によって約
２．５Ｖに設定されているため、トランジスタ４０１、
４０５がともにオフとなって、発電機３の出力電圧が標
準電圧（１４．５Ｖ）となるように界磁電流が制御され
る。このため、バッテリ４や電気負荷５等に高電圧が印
加されることがない。従って、バッテリ４や車両の電気
負荷５を保護することができる。

【００３８】通信線２の接続異常等によって、通信線２
がバッテリ４の給電線に接触して、ＥＣＵ１の電圧指令
信号と関係なく端子Ｃにバッテリ電圧（１２．８Ｖ）が
印加された場合には、トランジスタ４０１、４０５がと
もにオフとなって、発電機３の出力電圧が高圧側標準電
圧（１４．５Ｖ）となるように界磁電流が制御される。
このため、バッテリ４や電気負荷５等に高電圧が印加さ
れることがない。従って、バッテリ４や車両の電気負荷
５を保護することができる。

【００３９】一方、通信線２がボディ等に接触するなど
の通信線２の接続異常等によって、ＥＣＵ１の電圧指令
信号と関係なく端子Ｃがアースラインと短絡した場合に
は、トランジスタ４０１がオフ、トランジスタ４０５が
オンになって、発電機３の出力電圧が低圧側標準電圧
（１２．８Ｖ）となるように界磁電流が制御されるた
め、バッテリ４や電気負荷５等に高電圧が印加されるこ
とがない。従って、バッテリ４や車両の電気負荷５を保
護することができる。

【００４０】図３に、ＥＣＵ１の制御端子１１及び発電
流出値３４の端子Ｃにおける制御信号用の各インターフ
ェースの具体例及び変形例を示す。図３において、ＥＣ
Ｕ１には、スイッチング素子としてのトランジスタ１
２、１３が設けられ、電圧指令信号をアース電位にする
場合には、トランジスタ１２をオン、トランジスタ１３
をオフにし、オープン（ハイインピーダンス）にする場
合にはトランジスタ１２、１３ともにオフにし、特定電
位（５Ｖ）にする場合にはトランジスタ１３をオン、ト
ランジスタ１２をオフにする。一方、発電制御装置３４
では、定電流源３０１および抵抗３０２からなるバイア
ス手段と端子Ｃとの間に、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３からな
るインピーダンス変換回路を形成している。なお、定電
流源３０７および抵抗Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６は、各比較器３
０３〜３０５の基準電圧を設定するための基準電圧回路
を形成している。

【００４１】図４に本発明の第２実施例を示す。この実
施例では、電圧調整回路４００において、比較器４０９
の負入力端子側の分圧回路を抵抗４０２、４０３のみに
よる固定の電圧とし、信号判別回路３００のノア回路３
０６の出力によって制御されるトランジスタ４０１を、
比較器４０９の正入力端子の接地短絡用に用いている。
これによって、端子Ｃの電位が３．５〜５．５Ｖの場合
には、トランジスタ４０１がオンとなり比較器４０９の
正入力端子が接地極に短絡して電位が下がるため、比較
器４０９の出力がＬｏレベルとなり、トランジスタ４１
０が常時オフとなる。このため、界磁巻線３２への界磁
電流は流れなくなり、発電機３の発電は停止される。第
２実施例における端子Ｃの電位と発電機３の出力電圧と
の関係を図５に示す。端子Ｃの電位が３．５〜５．５Ｖ
の場合を除いて、上記第１実施例と同じである。なお、
第２実施例では、高電圧負荷及び負荷切り替えスイッチ
は設けられていない。

【００４２】図６に、上記各実施例を組み合わせて、高
電圧と発電停止とを行う場合の端子Ｃと発電機３の出力
電圧との関係の一例を示す。ここでは、特定電位を３．
５〜４．５Ｖと４．５〜５．５Ｖに二分割して、発電停
止と高電圧との２種類の発電状態に制御するようにして
いる。

【００４３】図７、図８に第３実施例を示す。以上の各
実施例では、特定電位をハイインピーダンス時の電位よ
り高い電位に設定したものを示したが、特定電位をハイ
インピーダンス時の電位より低い電位に設定した第３実
施例の端子Ｃと発電機３の出力電圧との関係を図７に示
す。ここでは、発電制御装置３４において、ハイインピ
ーダンス時の端子Ｃの電位を６〜７Ｖに設定し、高電圧
または発電停止のための特定電位を２．５Ｖに設定して
いる。図８は、これを実現するための第３実施例のイン
ターフェースの具体例を示す。図８において、端子Ｃを
ハイインピーダンスにする場合には、ＥＣＵ１のトラン
ジスタＴ１、Ｔ２をともにオフにする。端子Ｃを特定電
位にする場合には、トランジスタＴ２をオン、トランジ
スタＴ１をオフにする。これにより、端子Ｃを介して抵
抗Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９の直列回路に電流Ｉａが流れ、端子
Ｃの電位がハイインピーダンス時の６〜７Ｖから２．５
Ｖに下がる。また、端子Ｃをアース電位にする場合に
は、トランジスタＴ１をオンにする。これにより、電流
Ｉｂが流れ、端子Ｃの電位が０Ｖになる。なお、図８で
は、抵抗Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９の直列回路により端子Ｃの電
位を２．５Ｖに設定したが、抵抗Ｒ９に代えて電源の内
部のインピーダンスによりＲ９を実現してもよい。

【００４４】図９に本発明の第４実施例を示す。上記各
実施例では、端子Ｃの電位を検出する手段として、比較
器を用いたが、本実施例では、マイコン５００によって
発電機３の出力電圧を制御する。以下、図１０を参考に
その制御動作を説明する。入力インターフェース５１０
のＡ／Ｄ変換器により電位情報を入力し（ステップ１
０）、取り込んだ端子Ｃの電位情報に基づき、その端子
Ｃの電位Ｖｃが３．５Ｖ〜５．５Ｖの特定電位か否か判
別する（ステップ２０）。特定電位の場合（ＹＥＳ）に
は、さらにその電位Ｖｃが４．５Ｖより低いか４．５Ｖ
より高いかを判別する（ステップ３０）。電位Ｖｃが
４．５Ｖより低い場合には（「Ｖｃ＜４．５Ｖ」）、発
電機３の出力電圧を０Ｖに調整し（ステップ４０）、電
位Ｖｃが４．５Ｖより高い場合には（「Ｖｃ＞４．５
Ｖ」）、発電機３の出力電圧を３０Ｖに調整する（ステ
ップ５０）。ステップ１０において特定電位でない場合
には（ＮＯ）、その電位Ｖｃを判別し（ステップ６
０）、電位Ｖｃが、１Ｖ以下のアース電位の場合には
（「Ｖｃ＜１．５Ｖ」）、１２．８Ｖに調整し（ステッ
プ７０）、オープンを示す２．５Ｖの場合には（「１．
５Ｖ＜Ｖｃ＜３．５Ｖ」）、１４．５Ｖに調整し（ステ
ップ８０）、バッテリ電圧の印加等の場合には（「Ｖｃ
＞５．５Ｖ」）、１４．５Ｖに調整する（ステップ９
０）。この制御の結果、端子Ｃの電位Ｖｃと発電機３の
出力電圧とには、図６の関係が得られる。

【００４５】以上のとおり、本発明によれば、制御信号
を外部から伝送する通信線２の接触不良や車両における
異常に伴う接続異常の異常状態が発生しても、異常発生
時に、バッテリ４やバッテリ電圧により作動する電気負
荷５に、高電圧（３０Ｖ）が印加されることがなくな
り、高電圧によるバッテリ４の過充電や損傷、及びバッ
テリ電圧によって作動する電気負荷５の故障を防止で
き、バッテリ４や電気負荷５を保護することができる。
また、発電停止させるものでは、通信線２等の異常発生
時に、バッテリ４が上がったり、電力不足によって電気
負荷５の異常動作を招くことがない。上記実施例では、
第１の出力電圧として、低圧側標準電圧と高圧側標準電
圧との２種類を切り替えるものを示したが、標準電圧の
数は、１種類でもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す車両用発電機の電圧
制御装置を示す概略回路図である。

【図２】本発明の第１実施例における端子電位と出力電
圧との関係を示す図である。

【図３】本発明の第１実施例における信号線とのインタ
ーフェースの変形例を示す部分回路図である。

【図４】本発明の第２実施例を示す車両用発電機の電圧
制御装置を示す概略回路図である。

【図５】本発明の第２実施例における端子電位と出力電
圧との関係を示す図である。

【図６】本発明の第２実施例の変形例における端子電位
と出力電圧との関係を示す図である。

【図７】本発明の第３実施例における端子電位と出力電
圧との関係を示す図である。

【図８】本発明の第３実施例における信号線とのインタ
ーフェースの変形例を示す部分回路図である。

【図９】本発明の第４実施例を示す車両用発電機の電圧
制御装置を示すブロック図である。

【図１０】本発明の第４実施例の制御動作を示す流れ図
である。

【符号の説明】

２ 通信線 ３ 発電機 ４ バッテリ（第１の電気負荷） ５ 電気負荷（第１の電気負荷） ６ 高電圧負荷（電気加熱触媒） ３４ 発電制御装置（出力電圧制御手段、） ３０１ 定電流源（入力部電位設定手段） ３０２ 抵抗（入力部電位設定手段） ３０３ 比較器（電位判別手段） ３０４ 比較器（電位判別手段） ３０６ ノア回路（電位判別手段、判別手段） ４００ 電圧調整回路（界磁電流調整手段） ４０１ トランジスタ（分圧比切り替え手段） ４０２、４０３、４０４ 抵抗（発電機電圧分圧手段） Ｃ 端子（入力部）

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両に搭載された内燃機関によって駆動
   される発電機の出力電圧を、外部より入力される制御信
   号に応じて前記発電機の界磁電流を制御することによっ
   て調整する出力電圧制御手段を有する車両用発電機の電
   圧制御装置において、 前記出力電圧制御手段は、 前記制御信号を入力するための入力部と、 該入力部がハイインピーダンスの時の電位を所定電位に
   設定する入力部電位設定手段と、 前記入力部の電位が、前記所定電位を除いて設定された
   特定電位範囲内にあるか否かを判別する電位判別手段
   と、 前記入力部の電位が前記特定電位範囲内にあるとき前記
   発電機の出力電圧が特定の出力電圧になるように前記界
   磁電流を調整し、 前記入力部の電位が前記特定電位範囲より高い側および
   低い側のいずれにある場合にも前記発電機の出力電圧を
   前記特定の出力電圧以外になるように前記界磁電流を調
   整する界磁電流調整手段とを具備することを特徴とする
   車両用発電機の電圧制御装置。
2. 【請求項２】 前記電位判別手段は、 前記入力部の電位を第１の基準電圧及び該第１の基準電
   圧より低く設定された第２の基準電圧とそれぞれ比較す
   る比較器と、 該比較器の比較の結果、前記入力部の電位が前記第１の
   基準電圧と前記第２の基準電圧の間にあるとき前記入力
   部の電位が前記特定電位範囲内にあると判別する判別手
   段とを具備し、 前記界磁電流調整手段は、 前記発電機の出力電圧を分圧する発電機電圧分圧手段
   と、 該発電機電圧分圧手段の分圧比を前記判別手段の判別結
   果に基づいて切り替える分圧比切り替え手段とを具備
   し、該分圧比切り替え手段の分圧に基づいて前記界磁電
   流を調整することを特徴とする請求項１記載の車両用発
   電機の電圧制御装置。
3. 【請求項３】 前記第１の基準電圧は、前記車両に搭載
   されたバッテリの電圧より低く設定され、前記第２の基
   準電圧は、前記第１の基準電圧よりも低く且つ零ボルト
   より高く設定されたことを特徴とする請求項２に記載の
   車両用発電機の電圧制御装置。
4. 【請求項４】 前記特定の出力電圧は前記車両に搭載さ
   れたバッテリの充電電圧より高い高電圧であり、前記特
   定の出力電圧以外の出力電圧は前記バッテリの充電用電
   圧であることを特徴とする請求項１、２、３のいずれか
   に記載の車両用発電機の電圧制御装置。
5. 【請求項５】 前記特定の出力電圧は前記発電機の発電
   停止状態であることを特徴とする請求項１、２、３のい
   ずれかに記載の車両用発電機の電圧制御装置。
6. 【請求項６】 前記特定の出力電圧以外の出力電圧は、
   車両に搭載されたバッテリの充電用電圧であることを特
   徴とする請求項５記載の車両用発電機の電圧制御装置。
7. 【請求項７】 前記特定の出力電圧以外の出力電圧は、
   前記特定電位範囲を除く前記入力部の電位に応じて２種
   類に設定されたことを特徴とする請求項１〜６のいずれ
   かに記載の車両用発電機の電圧制御装置。
8. 【請求項８】 車両に搭載された内燃機関によって駆動
   される発電機の出力電圧を、外部より入力される制御信
   号に応じて前記発電機の界磁電流を制御することによっ
   て調整する出力電圧制御手段を有する車両用発電機の電
   圧制御装置において、 前記出力電圧制御手段は、 前記制御信号を入力するための入力部と、 該入力部がハイインピーダンスの時の電位を所定電位に
   設定する入力部電位設定手段と、 前記入力部の電位が、前記所定電位を除いて設定された
   特定電位範囲内にあるか否かを判別する電位判別手段
   と、 前記入力部の電位が前記特定電位範囲より高い側及び低
   い側のいずれにある場合にも前記発電機の出力電圧を第
   １の電気負荷に応じた第１の出力電圧になるように前記
   界磁電流を調整し、前記入力部の電位が前記特定電位範
   囲内にあるとき第２の電気負荷に応じた第２の出力電圧
   になるように前記界磁電流を調整する界磁電流調整手段
   とを具備することを特徴とする車両用発電機の電圧制御
   装置。
9. 【請求項９】 前記電位判別手段は、 前記入力部の電位を第１の基準電圧及び該第１の基準電
   圧より低く設定された第２の基準電圧とそれぞれ比較す
   る比較器と、 該比較器の比較の結果、前記入力部の電位が前記第１の
   基準電圧と前記第２の基準電圧の間にあるとき前記入力
   部の電位が前記特定電位範囲内にあると判別する判別手
   段とを具備し、 前記界磁電流調整手段は、 前記発電機の出力電圧を分圧する発電機電圧分圧手段
   と、 該発電機電圧分圧手段の分圧比を前記判別手段の判別結
   果に基づいて切り替える分圧比切り替え手段とを具備
   し、該分圧比切り替え手段の分圧に基づいて前記界磁電
   流を調整することを特徴とする請求項８記載の車両用発
   電機の電圧制御装置。
10. 【請求項１０】 前記第１の基準電圧は、前記車両に搭
    載されたバッテリの電圧より低く設定され、前記第２の
    基準電圧は、前記第１の基準電圧よりも低く且つ零ボル
    トより高く設定されたことを特徴とする請求項９に記載
    の車両用発電機の電圧制御装置。
11. 【請求項１１】 前記第１の電気負荷は車両に搭載され
    たバッテリであり、前記第１の出力電圧は前記バッテリ
    の充電用電圧であるとともに、前記第２の電気負荷は車
    両に搭載された電気加熱触媒であり、前記第２の出力電
    圧は前記バッテリの充電電圧より高い高電圧であること
    を特徴とする請求項８、９、１０のいずれかに記載の車
    両用発電機の電圧制御装置。
12. 【請求項１２】 前記第２の電気負荷は前記発電機の無
    負荷状態であり、前記第２の出力電圧は前記発電機の発
    電停止状態であることを特徴とする請求項８、９、１０
    のいずれかに記載の車両用発電機の電圧制御装置。
13. 【請求項１３】 前記第１の電気負荷は車両に搭載され
    たバッテリであり、前記第１の出力電圧は前記バッテリ
    の充電用電圧であることを特徴とする請求項１２記載の
    車両用発電機の電圧制御装置。
14. 【請求項１４】 前記第１の出力電圧は、前記特定電位
    を除く前記入力部の電位に応じて２種類に設定されたこ
    とを特徴とする請求項８〜１３のいずれかに記載の車両
    用発電機の電圧制御装置。