JPS60213230A - 車両用充電制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野〕 本発明は車両用充電発電機の発電を制御してパンテリの
充電状態を適正に保つと共に充電システムの異常を警報
する警報制御回路を有する車両用充電制御装置に関する
ものである。

〔従来の問題点〕

従来装置にて過電圧警報を有するもはあるが、大きな電
気負荷の使用を停止した場合、発電機の発電電流が全て
パンプリへ流入して、一時的にバッテリ電圧が上昇し誤
警報する場合があった。又、バッテリ負荷が小さく、大
きな発電機出力を必要としない時は、発電機出力が下が
り、警報ランプが誤点灯する場合があった。

〔本発明の目的〕

このため、本発明は、過電圧警報又は低電圧警報の機能
を備えたものにおいて、発電機出力側の負荷容量の大ま
たは小により、誤Ｖ報が発生ずることのない車両用充電
制御装置にすることを目的とする。

〔本発明の概要〕

本発明はバッテリ電圧の大きさに応じて界磁巻線の電流
を断続する２、イツチング手段を有し、又、このスイッ
チング手段を制御する電圧制御回路を自する。

又、前記スイッチング手段（４１ａ　）のＯＮ時に基準
電圧値が低く、前記スイッチング手段のＯＦＦ時に基準
電圧が高くなるようにされた基！ｉへ電圧光イ」−回路
を白する。

更に、該基準電圧発生回路の出力となる基準電圧と１）
ＩＪ記バッテリ又は前記交流発電機の出力電圧とを比較
し少なくとも過電圧又は低電圧のいずれか一方の時に警
報出力を発生ずる比１校回路および該比較回路の警報出
力により警告を発する警ヤｌｉ　＝Ｊ一段を備えたもの
である。

〔本発明の効果〕

これにＪ、り本発明は、過電圧又は低亀圧肋におりる誤
警報を簡単な構成で防止できず４頼性を高めることがで
きる。

（本発明の実施例） 以上本発明の一実施例を示ず図面につい°ζ説明する。

図面において、１はバッテリ、２はキースイッチ、３は
車両エンジンによって駆動される３相交流発電機、Ｌは
車載負６；ｊで、一端をバッテリｌに接続した界磁巻線
３１、Ｙ結線した固定子巻線３２、この固定子巻線３２
の３本の交流出力をそれぞれ整流し一端をアースに、他
端をバッテリ１のプラス端子に接続したダイオード３３
よりなる。

４は警報制御回路で前記界磁巻線３１の一端にコレクタ
を接ｉ（５したスイッチング手段をなす）にｙ４ａ電流
制御用トランジスタ４１ａ、界ＶＡ巻線３１と前記ｌ−
ランジスタ４１ａとの接続点Ｉ）１にアノード側が、バ
ッテリ１のプラス端子にカッ−Ｉ・側が接続されたダイ
オ−１”　４　ｌ　ｂ、よりなる励磁電流制御回路を有
する。

更に、抵抗４２ａ、４２ｂ、４２ｃとツェナーダイオー
ド４２ｄ、ｌ・ランジスタ４２０よりなる電圧調整回路
４２を有し、又公知の定電圧回路４３　ａ、［シ’ｌ’
Ｃ俣４３　ｂ、４３　ｃ、４３　ｄ、論理相同１ｉ’８
４３　ｃ、インバータ４３ｆ、ダイオ−Ｆ　４３　Ｌ！
、Ｉ・ランシスタ４３ｂ、４３ｉ、：ｒンデンサ４３ｊ
１砥抗４３に、４３ｊ！、４３ｍ、４３ｎ、４３ｏ。

４３ｐ、４３ｑ、４３ｒ、４３ｔ、４３ｕ、４３ｘ、４
３ｙ、４３ｚよりなる警報回路４を有する。

４４は警＋１１用負（１：■駆動Ｉ・ランジスタ、５は
警報１段となる例えばＭｉｌｌ用のランプである。そし
て、主として出力点１’　２−ｉ１Ｅ抗４３ｒ−・ダイ
オード４３ｇ−コンデンサ４３ｊ−比較器４３ｄ−論理
和回路、１３ｅ−・駆動用Ｉ・ランジスク４４の経路で
充電４・ｕ知ル制御回路を構成しＣいる。

又、抵抗４３に、４３Ｌ、４３ｍ、４３ｎ、４３ｇと１
−ランジスタ４３ｉとインバータ４３ｆとで基ｉ１＋３
電圧発生回路４ａを構成している。

次に、」二記構成においζその作動を説明する。

まず、本発明の要点に係る部分ののをとり出し゛ζ作動
説明する。

基４へ電圧発生回路４ａ内のトランジスタ４３ｉはｌ・
ランジスタ４１ａと連動し゛ζ動作し、１−ランジスタ
４１ａがオンの１１．＋ｌにｌ・ランジスタ４３ｉもオ
ンさせている。

トランジスタ４１ａがメンし発電（幾３が出力を出して
いる場合には発電機３の出力以上に負同電流が大きく、
ハツチ１月が低下することがあり、ごの場合には少々の
バッテリ電圧低下は異常とはいえない。

そごで、検出値を低い埴（例えば８Ｖ）にする。

次にｌ・ランジスク４［８がオフしている場合は、バッ
テリ電圧が設定値（例えば１４．５Ｖ）異常であるか、
又は、電圧制御回路４２又はトランジスタ４１ａの故障
であり、この時の低電圧警報は前記設定値になるべく近
い値（例えば１３ｖ）にて警報し、警報後の走行（ｒＪ
能距離を少しでも多く　ＧＩ＃保する方が、よりＪｌｉ
度な警報である。

トランジスタ４１．２がオンし、かつバッテリ電圧が電
圧制御設定値（例えば１４．５Ｖ）より高くなった場合
は、明らかに電圧制御回路４２又はｌ・ランジスタ４１
ａの故障であり、この場合のノ＼ノテリ過電圧警報値は
ｎｉＪ記電圧電圧制御設定値るべく近い値（例えば１６
■）にし、早期に警報しく也の？１１１機製品への影響
を少なくすべくより高度な警報を行なう。

次に、トランジスタ４１ａがオフしてし）る状態では、
発電機３は発電を停止しており上記のごときバッテリ１
を過充電にする故障は発生しなｌ、）。

しかし、上記のごとく一時的にノ＼・ノテリ電圧を上昇
させる場合がある。すなわち、バ・ノテリ１が完全充電
状態にてかつ大きな負ｆ４　（例えば、・モーク、ヘッ
ドランプ等）をオン状態から切った場合、バッテリｌの
電圧上昇に４１’　、てトランジスタ４１１ａをオフさ
せても界磁巻線３１に流れていた励磁電流はダイオード
４１ｂを介して徐々に減少する為、発電機３の出力電圧
は、一時的に高くなりバッテリ１の電圧も一時的に設定
値以上（例えば１６．５Ｖ）に上昇する。

しかし前記現象は、通常使用状態にて発生するものであ
り異常ではない。

この為本発明ではトランジスタ４１ａオフ時のバッテリ
過電圧警報値はトランジスタ４３１を」・フさせること
により高くし、誤警報を防止する。

以上の構成、すなわちバッテリ過電圧警報値、バッテリ
低電圧警報値を励磁電流制御用トランジスタ４１ａがオ
ン時に低く、オフ時に高くする構成にしたことにより、
各警報回路の誤警報を発生しにり＜シたと共に、異常発
生時には、電圧制御設定値になるべく近いバッテリ電圧
にて異常を検出し警報させたので、より高度な警報能力
を有する車両用充電制御装置が提供できる。

次に全体的な作動を説明する。キースイッチ２を投入し
、またエンジンが起動し“Ｃいない状態では、発電機３
の出力点Ｐ２がＯ（Ｖｌの為、出力点Ｐ２から抵抗４３
ｒとダイオード４３ｇとを介して電圧が印加されるとこ
ろの平滑用のコンデンサ４３ｊの電圧が０〔■〕となり
、発電検出用比較器４３ｄの出力はルベルとなり、論理
和回路４３ｅ１抵抗４３２を介してトランジスタ４４を
導通させ、ランプ５を点灯し、発電機３が発電していな
いことを運転＝Ｈに知らせる。

又、発電機３が発電していない為に、バッテリｌの電圧
によっては１氏抗４２ａを介してツエリ一ダイオ−１・
”４２ｄにブレークダウン電流を流すことができないた
めＩ−ランジスタ４２Ｇがオフ、トランジスタ４１ａが
オンになり、界磁巻線３１に励磁電流を流す。

次にエンジンが回転し、そのため、エンジンに連動して
いる交流発電機３も回転し、界磁巻線３１に流れる励磁
電流により固定子巻線３２に発電電圧が発生ずる。

そして固定子巻線３２の上記出力点Ｐ２、抵抗４３ｒ１
ダイオ−Ｖ’　４３　ｇを介して接続している平滑用の
コンデンサ４３ｊの電圧が、発電検出用比較器４３ｄの
基準電圧（抵抗４３ｘ、４３ｙにて決定されている電圧
）より高くなると、発電検出用比較器４３ｄの出力がθ
レベルになり、又、この時、本発明の比較回路をなすバ
ッテリ過電圧警報用比較器４３ｂ、バッテリ低電圧警報
用比較器４３Ｃが、異常を検出せず各々の出力が０レベ
ルを示しζいれば、トランジスタ４４はオフし、ランプ
５は消灯し発電機３が正常に発電していることを運転者
に知らせる。

なお、発電機３の出力によりパ・ノテリｌが充電されバ
ッテリ電圧が設定値以上になると、すなわちツェナーダ
イオード４２ｄがブレークダウンするようになると、ト
ランジスタ４２ｅがオンし、トランジスタ４１ａがオフ
し界磁巻線３１に流れる励磁電流が減少し、発電機３の
出力も減少する。

次にバッテリ１が設定値以下になると、つまりツェナー
ダイオード４２ｄがブレークダウンしなくなると、トラ
ンジスタ４１ａがオンし、界磁巻線３１の励磁電流を増
加することにより発電機３の出力が再び増加し、以上の
動作を繰り返すことにより、バッテリ１の電圧を設定値
に保っている。

次に警報回路４３の動作を説明する。

前記のごとくキースイッチ２を投入し、まだエンジンが
起動していない初期状態では発電機３の出力が０〔■〕
であり、従って前述の作動に従ってトランジスタ４１ａ
がオンし、接続点Ｐ１をアース電位にするため、この点
Ｐ＋に接続されたインバータ４３ｆによってトランジス
タ４３ｈをオンさ−Ｕている為、コンテンツ４３ｊの電
圧は０（Ｖ）である。Ｊ、っ（、比較２３４３　ｄの出
力がルヘルとなり１ランソスタ４４をオンさ−Ｌ！ンン
プ５が点幻゛］−る（光電していないことを知ら−Ｕる
）。

エンジンが起動し発電機３の出力電圧が上Ｗ　Ｌ出力点
ｌ）２、抵抗４３ｒ、ダイオ−１４３ｇを介し′（電流
が流れてコンデンサ４３３の電圧が設定値以上になれは
比較器４３ｄの出力がＯルベルとなる。

この肋、本発明の比較回路をなすバッテリ過電圧警報用
比・トラ器４３ｂ、バッテリ低電圧召＜＝ｌｉ川比用？
２器４３Ｃの出力が０レヘルならばトランジスタ４４は
オフし、ランプ５は消却する（発電中を知らせる）。

従来例の第１の問題点Ｃあった発電機３の出力が小さい
時、例えばバッテリｌが完全充電状態にてかつ車桟負４
；；ｊｌ−（例えばモータ、へ、７Ｆランプウ９・）が
電力を消電しなくなった場合、バッテリｌの電圧土シ１
１．に伴っ゛（ｉランジスタ４１ａをメンさせても界磁
巻線３１を流れる励磁電流はフライホイールダイオ−１
’　４　ｌ　ｂを介して徐々に減少する為、発電機３の
出力電圧は、一時的に高くなり、バッテリ１の電圧も一
時的に設定値以上に上昇する。

しかも負荷電流が小さくなった為に正規のバッテリ電圧
に戻るまでには数秒間を要し、この間はｌ・ランジスタ
４１ａがオフして界磁巻線３１を電源から切りはなし°
Ｃいるので発電機３の出力がついに、所定両辺ドに低下
し、上記した作動に従ってランプ５が誤点幻し、発電状
態が正常であるにもかかわらず発電しζいない旨の報知
を出してしまうという問題を生じる。

この問題を解消′Ｊ°るため上記バッテリ１０電圧が設
定値より高い場合はツェナーダイオード４２ｄがブレー
クダウンしＣ］・ランジスタ４２ｃがメン、よって、ト
ランジスタ４１ａがオフしていることに着目し、該ｌ・
ランジスタ４１ａのコレクタ電圧（点Ｐ１の電位）が高
い時は、ごの１１い：ルクタ電圧の信号をインバータ４
３ｆにて反転し、この反転信号でＩ・シンジスタ４３ｈ
をオフさせご１ンデンサ４３ｊの放電時定数を大きくし
ている。

これにより、：１ンデンサ４３ｊの電圧が低下する程度
を小さクシ′ζ比較′ａ４３ｄの出力をＯルベルに保ら
トランジスタ４４をオフ状態に保持］−ることにより、
バッテリ電圧が設定値以上でかつ発電機３の出力が低下
した時におけるランプ５の誤点灯を防止している。

尚かつ電圧制御回１１Ｂ４２が故障し］・ランジスタ４
１ａがオフ状態となり、前記ランプ誤点幻防止回路４３
ｆ、４３ｈによってコンデンサ４３ｊの放電時定数が大
きくなっても発電検出部のツェナーダイオード’　４２
　ｄは発電機３の出力電圧を検出している為、キースイ
ッチ没入時にはコンデンサ４３ｊは０〔■〕であり、比
較器４３ｄの出力がルベルとなりトランジスタ４４をオ
ンさ・Ｕるので、発電不良をランプ点灯にて警報できる
。

−また発電中に、欠如上記電圧制御回路４２に故障が発
生した場合には、バッテリ低電圧警報に′（ランプ点灯
を行なう。

このため、１氏抗４３ｏ、４３ｐに゛ζζハチリ１の電
圧を検出し、かつ基【；町電圧発η二回路４ａにて基準
電圧を構成しＩランジメタ４１ａがオン時には点Ｐ１の
ロールベル電位をインハーク４３ｆで反転させてトラン
ジスタ４３ｉをオンさ−ｕ１その結果、基準電圧を低く
し、一方、ｉ・ランジスタ４１ａがオフ時に基準電圧を
高くしている。

すなわち、トランジスク４１ａオンで基準電圧を低くし
、オフで１ｒｌｉ　＜　している。

一方、正常状態ではＩ・ランジスタ４１ａオフ時にはバ
ッテリ１の？ｉ圧は設定値（例えば１４．５Ｖ）以上で
あるはずであり、この時点ではバッテリ低電圧警報の）
Ｊ５’４！！電圧は＋１’（ｉ＜（例えば１３Ｖ）して
も誤警報することはない。

又、前記のごとき市川制御回路４２の故障でＩ・ランン
スタ４１ａがオフし、これにより発ｍ＋＜＜正時には基
準電圧を＋ｌｉ＋　＜　シて早期に低電圧Ｗ報Ｊること
が可能となる。

また車載負ｔｊの消費ｒｈ力人のときはｌ・ランジスタ
４１ａがオン状態であっζも発電（幾３の出力能力より
も負荷電流が大きくなっ゛ζバッテリ１の電圧が低下す
る場合があるので、この場合ばトランジスタ４１ａのオ
ンによって前述の基準電圧を低くシ゛ζ、つまりバッテ
リ低電圧ｖＭ報値を低く　（例えば８ｖ）して誤警報を
防止する。

尚、パンテリ過電圧警報については、前記のごとく大電
流負荷を遮断した時、一時的にバッテリ電圧が高くなる
為、このバッテリ電圧が高くなる時にはトランジスタ４
１ａがオフしていることを利用し基準電圧をトランジス
タ４１８オフ時に１ｔｌｉく、オン時に低くして、誤警
報を防止すると共に界雷時（例えばトランジスタ４１ａ
短絡故障時等によるバッテリ過充電時）には早期に警報
できるようにしている。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示す車両用充電制御装置の電
気結線図である。 ■・・・バッテリ、Ｌ・・・車載負荷、３・・・交流発
電機、３■・・・界磁巻線、４１ａ・・・スイッチング
手段、４２・・・電圧調整回路、４ａ・・・基準電圧発
生回路、４３ｂ、４３ｃ・・・比較回路、５・・・警報
手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 車両のバッテリを充電し車載負荷に電力を供給する交流
   発電機の界磁巻線の電流を断続しｎ；ｊ記交流発電機の
   出力電圧を設定電圧に保つスイッチング手段（４１２）
   、 該スイッチング手段（４１ａ）を前記バッテリ電圧に応
   じて制御する電圧間調整路（４２）、前記スイッチング
   手段（４１ａ）のＯＮ時に基準電圧値が低く、前記スイ
   ッチング手段のＯＦＦ時に基準電圧が高くなるようにさ
   れた基準電圧発生回路（４ａ）、 該基準電圧発生回路の出力となる基準電圧と前記バッテ
   リ又は前記交流発電機の出力電圧とを比較し少なくとも
   過電圧又は低電圧のいずれか一方の時に’Ｊ？’ｌＩ出
   力を発生ずる比較回路（４３ｂ、４３ｃ）および 該比較回路の警報出力により警告を発する警報手段（５
   ）を備えた車両用充電制御装置。