JPH0984398A - 車両用発電機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】回路作製の手間の増大やバッテリの消耗増加及
び外部制御装置の誤動作を防止しつつ発電状況送信系の
信頼性を向上させた車両用発電機の制御装置を提供す
る。 【解決手段】車両用発電機２の界磁巻線２１とレギュレ
ータ３のスイッチングトランジスタ３５との接続端子
（Ｆ端子）とレギュレータ３の外部送信端子（ＦＲ端
子）とを短絡して界磁巻線２１の端子電圧を発電状況信
号として外部制御装置（ＥＣＵ）に送信するのではな
く、内部制御信号発生手段（コンパレータ）３４の出力
電圧（内部制御信号）を外部送信端子（ＦＲ端子）から
発電状況信号としてＥＣＵ５へ送信する。このようにす
れば、送信線５０の地絡により界磁巻線２１に界磁電流
が過剰に流れたり、界磁巻線２１の逆起電力がＥＣＵ５
に影響したりする問題を解決することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両用発電機の制
御装置に関し、特にその外部への信号送信機能に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のレギュレータにおいて、車両用発
電機の界磁巻線と直列接続されるスイッチング素子を含
むとともにバッテリから界磁巻線に通電される界磁電流
を制御する励磁電流制御手段と、バッテリ又は発電機出
力の電圧に基づいて形成した内部制御信号を励磁電流制
御手段に入力してバッテリ又は発電機出力の高電圧時に
スイッチング素子の遮断を指令しバッテリ又は発電機出
力の低電圧時にスイッチング素子の導通を指令する内部
制御信号発生手段と、車両用発電機の発電状況を外部制
御装置に送信する外部送信端子とを備え、スイッチング
素子のコレクタ端子（Ｆ端子）を外部送信端子（ＦＲ端
子）と短絡して、スイッチング素子のコレクタ電位を発
電状況を表す信号として外部制御装置に送信することが
行われている。しかしながら、この発電状況送信方式
は、外部送信端子が地絡した場合に界磁巻線に界磁電流
が流れ続けてしまうという不具合や、発電機が発生する
大きなサージ電圧（いわゆるＧパルス電圧）が外部制御
装置に入力されてしまうという不具合を有していた。

【０００３】実公平６−１９３５９号公報は、カソード
を上記スイッチング素子に接続し、アノードを上記外部
送信端子に接続したダイオードを準備して、上記不具合
を防止することを提案している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たダイオードは発電機が大きなサージ電圧（いわゆるＧ
パルス電圧）を発生するためにスイッチング素子と同程
度の大きな降伏電圧をもつ必要があり、内部制御信号発
生手段（すなわち、レギュレータの内、スイッチング素
子以外の回路部分）と同一集積回路に集積するのが困難
であり、回路装置の作製上、大幅なコスト増加を招くと
いう問題を惹起する。

【０００５】また、車両停止時でもバッテリのリーク電
流がこのダイオードの逆バイアス電流分だけ増加するの
で、バッテリの消耗促進及び外部制御装置の誤動作とい
う問題も新たに発生した。本発明は、上記問題点に鑑み
なされたものであり、回路作製の手間の増大やバッテリ
の消耗増加及び外部制御装置の誤動作を防止しつつ発電
状況送信系の信頼性を向上させた車両用発電機の制御装
置を提供することを、その目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段及び発明の効果】本発明の
第１の構成は、車両用発電機の界磁巻線と直列接続され
るスイッチング素子からなるとともにバッテリから前記
界磁巻線に通電される界磁電流を制御する励磁電流制御
手段と、少なくとも前記バッテリ又は発電機出力の電圧
に基づいて形成した内部制御信号を前記励磁電流制御手
段に入力して前記バッテリ又は発電機出力の高電圧時に
前記スイッチング素子の遮断を指令し前記バッテリ又は
発電機出力の低電圧時に前記スイッチング素子の導通を
指令する内部制御信号発生手段と、前記車両用発電機の
発電状況を外部制御装置に送信する外部送信端子とを備
える車両用発電機の制御装置において、前記内部制御信
号発生手段は前記内部制御信号を前記外部送信端子を通
じて前記外部制御装置へ送信することを特徴とする車両
用発電機の制御装置である。

【０００７】本構成によれば、回路作製の手間の増大や
バッテリの消耗増加及び外部制御装置の誤動作を防止し
つつ発電状況送信系の信頼性を向上させることができ
る。すなわち、本構成では、界磁巻線が接続されるレギ
ュレータのいわゆるＦ端子ではなく、レギュレータ内部
に配設されて上記励磁電流制御手段を制御する内部制御
信号発生手段が励磁電流制御手段に出力する内部制御信
号を同時に外部送信端子を通じて外部制御装置に送信す
る。したがって、界磁巻線と外部送信端子とを隔離する
ことができるので、たとえ界磁巻線にＧパルス電圧のよ
うな高電圧が重畳してもそれが外部送信端子を通じて外
部制御装置に漏出することがなく、それによる各種不具
合の発生を防止できる。また逆に、外部送信端子と外部
制御装置とを接続する送信線が地絡される場合でも、界
磁巻線に地絡電流が流れて発電機が誤作動するのが防止
できる。また上記公報のように特別の高耐圧ダイオード
を必要としないので回路作製が簡素となるとともに、こ
のダイオードを通じての電流リークによるバッテリの消
耗及び外部制御装置の誤動作を防止することができる。

【０００８】なお、上記内部制御信号は、内部制御信号
発生手段の出力段から励磁電流制御手段へ入力される出
力信号電圧の他、この出力信号電圧に対応する内部制御
信号発生手段内部の信号電圧であってもよい。本発明の
第２の構成は、上記第１の構成において更に、前記内部
制御信号発生手段の出力端が前記外部制御装置と短絡さ
れることを特徴としている。このようにすれば、回路構
成の追加がなく回路が簡素となる。

【０００９】本発明の第３の構成は、上記第１の構成に
おいて更に、前記内部制御信号発生手段の出力端が信号
減衰手段を介して前記外部送信端子に接続されることを
特徴としている。本構成によれば、外部送信端子と外部
制御装置とを接続する送信線にサージ電圧が重畳しても
それによる影響を軽減することができる。なお、この信
号減衰手段としては、抵抗やダイオードを用いることが
できる。

【００１０】本発明の第４の構成は、上記第１の構成に
おいて更に、前記内部制御信号発生手段の出力端が電力
増幅手段を介して前記外部送信端子に接続されることを
特徴としている。本構成によれば、たとえ外部送信端子
と外部制御装置とを接続する送信線にサージ電圧が重畳
してもこのサージ電圧が励磁電流制御手段に影響するの
を大幅に抑止することができる。

【００１１】本発明の第５の構成は、上記第４の構成に
おいて更に、前記電力増幅手段の出力端が信号減衰手段
を介して前記外部送信端子に接続されることを特徴とし
ている。本構成によれば抵抗やダイオードからなる信号
減衰手段を用いることで外部制御装置の信号受信回路仕
様に対応した出力を得ることができる。

【００１２】

【発明を実施する形態】本発明の好適な態様を以下の実
施例を参照して説明する。

【００１３】

【実施例】

（実施例１）本発明の車両用発電機の制御装置の一実施
例の回路を図１に示す。 （構成）車両用発電装置１は、車両用発電機２と、レギ
ュレータ３とからなり、バッテリ４を充電するととも
に、マイコンを内蔵するエンジン制御ユニット（ＥＣ
Ｕ）５に発電状況信号を送信している。

【００１４】車両用発電機２は界磁巻線２１が巻装され
た回転子を有する周知の三相同期発電機であって三相全
波整流器２２を内蔵している。三相全波整流器２２の高
位直流端はバッテリ４の高位端に接続され、それらの低
位端は接地されている。レギュレータ３は、共通の回路
基板に集積されており、電源回路３１、基準電圧発生回
路３２、抵抗分圧回路３３、コンパレータ（内部制御信
号発生手段）３４、スイッチング素子（励磁電流制御手
段）３５、フライバックダイオード３６、ベース電流制
限抵抗３７を有している。電源回路３１は、バッテリ電
圧を所定の電圧に変換してコンパレータ３４や基準電圧
発生回路３２に電源電圧として供給する。基準電圧発生
回路３２は電源回路３１から入力された電圧を所定の大
きさの基準電圧に変換する抵抗分圧回路からなり、抵抗
分圧回路３３はバッテリ電圧の分圧を形成する回路であ
る。コンパレータ３４は基準電圧とバッテリ電圧の分圧
とを比較して、基準電圧が高ければ内部制御信号として
ローレベル電圧をベース電流制限抵抗３７を通じてスイ
ッチング素子３５に入力してそれをオフし、基準電圧が
低ければ内部制御信号としてハイレベル電圧をベース電
流制限抵抗３７を通じてスイッチング素子３５に入力し
てそれをオンする。

【００１５】スイッチング素子３５は、Ｆ端子を通じて
界磁巻線２１の一端に接続され、界磁巻線２１の他端は
バッテリ４の高位端に接続されている。したがって、ス
イッチング素子３５のオフにより励磁電流が遮断され、
スイッチング素子３５のオンにより励磁電流が通電され
る。ただ、界磁巻線２１と並列にフライバックダイオー
ド３６が接続されているので、スイッチング素子３５が
遮断された後も界磁電流は過渡的に流れる。この種の車
両用発電装置の構成と動作は周知であるのでこれ以上の
説明は省略する。

【００１６】次に、本実施例の特徴をなす構成とその作
用を説明する。本実施例では、コンパレータ３４の出力
端がＦＲ端子（外部送信端子）を通じてＥＣＵ５の入力
端に接続されている。このようにすれば、コンパレータ
３４がスイッチング素子３５に内部制御信号電圧を出力
すると同時に同じ情報をＥＣＵ５に送信することにな
る。したがって、本実施例によれば、界磁巻線２１とＥ
ＣＵ５の入力端とを電気絶縁してスイッチング素子３５
のオフ時において界磁巻線２１のインダクタンスから発
生する電圧の影響がＥＣＵ５に及ぶのを防止し、また発
電機２の固定子巻線のインダクタンスなどの影響による
バッテリ電圧の変動がＥＣＵ５に及ぶのを防止しつつ、
発電状況をＥＣＵ５に送信することができる。更に、Ｆ
Ｒ端子とＥＣＵ５とを接続する送信線５０の地絡などの
影響が界磁巻線２１に及んで、望まない界磁電流が流れ
るのを防止して、それによる発電電流が急増するのを防
止することもできる。

【００１７】（実施例２）他の実施例を図２に基づいて
説明する。図２は、図１におけるコンパレータ３４の出
力端とＦＲ端子（外部送信端子）とを、抵抗６１を通じ
て接続したものである。このようにすれば、例えば送信
線５０に大きなサージ電圧が重畳してもこの抵抗分だけ
スイッチング素子３５のベース電流やベース電圧が制限
されてスイッチング素子３５の耐外部ノイズ性が向上す
る。また、例えば送信線５０が地絡したりレアアースし
てもコンパレータ３４の出力電位の不所望な変動やその
出力段の焼損を防止することができる。

【００１８】（実施例３）他の実施例を図３に基づいて
説明する。図３は、図１におけるコンパレータ３４の出
力端とＦＲ端子（外部送信端子）とを、負サージ遮断用
のダイオード６２を通じて接続したものである。このよ
うにすれば、実施例２と同じ作用効果を奏するととも
に、送信線５０が地絡したり、送信線５０に大きな負サ
ージ電圧が重畳しても、その影響がスイッチング素子３
５やコンパレータ３４の出力段に影響してそれらが損傷
することがない。

【００１９】なお、この実施例では、ＥＣＵ５はその外
部入力端へ高位電源端から給電する電流源を有し、この
電流源が送信線５０を充電するものとするが、ＥＣＵ５
が上記電流源を持たない場合には、レギュレータ３の内
部にそれを設けてもよい。 （実施例４）他の実施例を図４に基づいて説明する。

【００２０】図４は、図１におけるコンパレータ３４の
出力端とＦＲ端子（外部送信端子）とを、正サージ遮断
用のダイオード６４を通じて接続したものである。この
ようにすれば、実施例２と同じ作用効果を奏するととも
に、送信線５０に大きな正サージ電圧が重畳しても、そ
の影響がスイッチング素子３５やコンパレータ３４の出
力段に影響してそれらが損傷することがない。

【００２１】なお、この実施例では、ＥＣＵ５はその外
部入力端と接地線とを接続する放電素子を有し、この放
電素子が送信線５０を放電するものとするが、ＥＣＵ５
が上記放電素子を内蔵しない場合には、レギュレータ３
の内部にそれを設けてもよい。 （実施例５）他の実施例を図５に基づいて説明する。

【００２２】図５は、図１におけるコンパレータ３４の
出力端とＦＲ端子（外部送信端子）とを、インバータ
（電力増幅手段）７を通じて接続したものである。イン
バータ７はどんな形式のものでもよく、好適にはｎｐｎ
エミッタ接地トランジスタとそのコレクタに負荷電流を
供給する抵抗とで構成することができる。ただし、この
インバータの電源端は電源回路３１から給電されること
が好ましく、このようにするとこのインバータ７はイグ
ニッションスイッチ６をオフした後は電力消費を生じ
ず、またバッテリ電圧が変動してもＥＣＵ５に入力する
信号電圧の電位変動を抑止できる。

【００２３】本実施例によれば、実施例２と同じ作用効
果を奏するとともに、インバータ７のドライブトランジ
スタが破壊しない限り、送信線５０に重畳したサージ電
圧の影響がスイッチング素子３５やコンパレータ３４の
出力トランジスタに影響することがなく、それらの耐サ
ージ性が向上する。更に、このインバータ７を１段追加
することにより、従来のＦ端子とＦＲ端子とを接続した
場合と同じ形状の発電状況信号をＥＣＵ５に送信するこ
とができる。

【００２４】なお、インバータ７の代わりにエミッタホ
ロワ回路などの信号非反転型増幅回路を採用することも
当然可能である。 （実施例６）他の実施例を図６に基づいて説明する。図
６は、図５におけるコンパレータ３４の出力端とＦＲ端
子（外部送信端子）とを抵抗６１を通じて接続したもの
である。このようにすれば、コンパレータ３４の出力を
制限することができ、外部制御装置５の信号受信回路仕
様に応じた出力電流・電圧を容易に得ることができる。

【００２５】また、例えば送信線５０が地絡したり、送
信線５０に大きなサージが重畳しても、コンパレータ３
４の出力の不所望な変動やその出力段の損傷を防止する
ことができる。 （実施例７）他の実施例を図７に基づいて説明する。

【００２６】図７は、図５におけるコンパレータ３４の
出力端にカソードが接続されたダイオード６２を通じて
ＦＲ端子（外部送信端子）を接続したものである。この
ようにすれば、コンパレータ３４の出力方向を制限する
ことができ、外部制御装置５の信号受信回路仕様に応じ
た出力電流・電圧を容易に得ることができる。また、例
えば送信線５０が地絡したり、コンパレータ３４の出力
に不所望な変動やその出力段の損傷が生じるのを防止す
ることができる。

【００２７】更に、本実施例は、実施例６と組み合わせ
て実施することもでき、同様の効果を奏することができ
る。 （実施例８）他の実施例を図８に基づいて説明する。図
８は、図５におけるコンパレータ３４の出力端にアノー
ドが接続されたダイオード６４を通じてＦＲ端子（外部
送信端子）を接続したものである。このようにすれば、
コンパレータ３４の出力方向を制限することができ、外
部制御装置５の信号受信回路仕様に応じた出力電流・電
圧を容易に得ることができる。

【００２８】また、例えば送信線５０に大きな正サージ
が重畳しても、コンパレータ３４の出力に不所望な変動
やその出力段の損傷が生じるのを防止することができ
る。更に、本実施例は、実施例６と組み合わせて実施す
ることもでき、同様の効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１を示す回路図である。

【図２】本発明の実施例２を示す回路図である。

【図３】本発明の実施例３を示す回路図である。

【図４】本発明の実施例４を示す回路図である。

【図５】本発明の実施例５を示す回路図である。

【図６】本発明の実施例６を示す回路図である。

【図７】本発明の実施例７を示す回路図である。

【図８】本発明の実施例８を示す回路図である。

【符号の説明】

２は車両用発電機 ３はレギュレータ ４はバッテリ ５はＥＣＵ（外部制御装置） ７はインバータ（電力増幅手段） ２１は界磁巻線 ３４はコンパレータ（内部制御信号発生手段） ３５はスイッチング素子（励磁電流制御手段） ６１は抵抗（信号減衰手段） ６２はダイオード（信号減衰手段） ６４は正サージ遮断用のダイオード（信号減衰手段）。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両用発電機の界磁巻線と直列接続される
   スイッチング素子からなるとともにバッテリから前記界
   磁巻線に通電される界磁電流を制御する励磁電流制御手
   段と、少なくとも前記バッテリの電圧に基づいて形成し
   た内部制御信号を前記励磁電流制御手段に入力して前記
   バッテリの高電圧時に前記スイッチング素子の遮断を指
   令し前記バッテリの低電圧時に前記スイッチング素子の
   導通を指令する内部制御信号発生手段と、前記車両用発
   電機の発電状況を外部制御装置に送信する外部送信端子
   とを具備する車両用発電機の制御装置において、 前記内部制御信号発生手段は前記内部制御信号を前記外
   部送信端子を通じて前記外部制御装置へ送信することを
   特徴とする車両用発電機の制御装置。
2. 【請求項２】前記内部制御信号発生手段の出力端は前記
   外部制御装置と短絡される請求項１記載の車両用発電機
   の制御装置。
3. 【請求項３】前記内部制御信号発生手段の出力端は信号
   減衰手段を介して前記外部送信端子に接続される請求項
   １記載の車両用発電機の制御装置。
4. 【請求項４】前記内部制御信号発生手段の出力端は電力
   増幅手段を介して前記外部送信端子に接続される請求項
   １記載の車両用発電機の制御装置。
5. 【請求項５】前記電力増幅手段の出力端は、信号減衰手
   段を介して前記外部送信端子に接続される請求項４記載
   の車両用発電機の制御装置。