JPS6232687B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は車両用発電制御装置に関し、特にバツ
テリー電圧検出線あるいは発電機出力線が断線し
た場合にも発電電圧あるいはバツテリー電圧に応
じて良好に発電制御できる装置に関する。

通常、この種の装置は特公昭47−38142号公報
や特公昭53−11643号公報に示されるような２重
検出方式であり、バツテリーの端子電圧及び発電
機出力電圧を抵抗やダイオードを介して共通の電
圧検出回路（分圧回路）に入力させている。この
場合、バツテリー電圧と発電機出力電圧とでは充
電線の配線ドロツプ等により電圧差が生じ、互い
に影響があるため電圧検出点の調整が難しい。ま
た通常、バツテリー電圧で発電制御させるため、
発電機出力電圧の検出点を少し高く設定している
が、バツテリー電圧検出端子が外れた場合には上
記の通り少し高目の電圧で調整され、その際、そ
の旨を運転者に報知できないのでバツテリーの過
充電を招くことがある。

本発明は上述の点に鑑み、バツテリー電圧と発
電機出力電圧とを別々に検出するようにし、通常
はバツテリー電圧を優先して検出して発電制御
し、他方バツテリー電圧検出線あるいは発電機出
力線が断線したときのみ発電機出力電圧を検出し
て発電制御すると共にその旨を運転者に報知する
構成とすることにより、バツテリー電圧及び発電
機出力電圧の設定を独立にでき、かつ検出点切替
時に報知してバツテリーの過充電を未然に防止で
きる車両用発電制御装置を提供することを目的と
する。

以下、本発明を図面に示す実施例により説明す
る。第１図において、１００は車載エンジンによ
つて駆動される３相交流式の発電機で、電機子コ
イル１、全波整流器２及び励磁コイル３からな
る。２００は発電機の発電状態を制御する発電制
御回路、４は車載バツテリー、５はキースイツチ
（すなわちイグニツシヨンスイツチ）、６は発電警
報用のランプである。そして、発電制御回路２０
０は次の構成からなる。まず７は励磁コイル３を
駆動する出力トランジスタ、８は逆起電力吸収用
のダイオード、９はベース抵抗、１０は定電圧回
路で、バツテリー電圧をキースイツチ５を介して
受けて所定の電源電圧Vccを形成し、各回路１
１，１２，１３，１４，１５，１６に供給する
（電圧供給線は図面中大部分が省略してある）も
のである。１１はバーテリー電圧に従つて発電制
御を行うための第１の判別回路で、比較器１１
１、基準電圧を形成する分圧抵抗１１２，１１
３、及びバツテリー電圧を分圧入力する分圧抵抗
１１４，１１５と平滑用コンデンサ１１６からな
り、バツテリー電圧と基準電圧とを大小比較した
判別信号を発生するものである。１２は異常高電
圧を検出すると共に、一旦検出後は発電電圧に応
じて発電制御を行うための第２の判別回路で、比
較器１２１、基準電圧を形成する分圧抵抗１２
２，１２３、及び発電機出力電圧を分圧入力する
分圧抵抗１２４，１２５と平滑用コンデンサ１２
６、及び分圧比を可変するためのトランジスタ１
２７と分圧抵抗１２８からなり、発電機出力電圧
と基準電圧とを大小比較した判別信号を発生する
ものである。１３は平滑回路で、発電機１００の
出力電圧として中性点電圧を受け、この電圧を平
滑して直流レベルの電圧を発生するものである。
１４は警報回路で、NANDゲート１４１と出力ト
ランジスタ１４２からなり、未発電時及びバツテ
リー電圧検出線ｌ１あるいは発電機出力線ｌ２の
断線時に出力トランジスタ１４２をONしてラン
プ６を駆動するものである。１５は論理回路で、
NANDゲート１５１及びインバートゲート１５
２，１５３からなり、バツテリー電圧検出線ｌ１
あるいは発電機出力線ｌ２の断線時のみNANDゲ
ート１５１を開いて、発電機出力電圧に応じて出
力トランジスタ７を制御するようにしてある。

１６はホールド回路で、バツテリー電圧検出端
子Ｓの電圧及び第２の判別回路１２の出力電圧を
監視して、両者のうちの少なくとも一方の電圧が
所定レベルまで立ち下がる立ち下がり変化を検出
してトリガされて保持信号を出力し、その後キー
スイツチ５を開放するまでその出力を保持するも
のである。本実施例の場合、キースイツチ５の投
入直後にはホールド回路１６内の図示してない初
期設定手段によつて初期設定がなされ、その出力
ＣがＨレベルとなるように構成してある。またホ
ールド回路１６の両入力ａ，ｂは正常時Ｈレベル
（通常数Vo1t以上）にある。そして、出力線の断
線等により両入力ａ，ｂのうちの一方がＨレベル
からＬレベルに変化した場合にトリガされ、ホー
ルド回路１６の出力ＣがＨレベルからＬレベルに
変化するように構成してある。

上記構成による作動を説明する。まずキースイ
ツチ５を投入すると、定電圧回路１０を介して各
回路に電源が供給される。そこで、発電機１００
が未発電のときにはバツテリー電圧が規定の電圧
まで低下しているため基準電圧より低く第１、第
２の判別回路１１，１２中の比較器１１１，１２
１はＨレベルの判別信号を出力する。この時ホー
ルド回路１６も初期設定によりＨレベル信号を出
力しており、従つてインバートゲート１５２，１
５３はＬレベル信号を出力し、NANDゲート１５
１はＨレベル信号を出力しているため、出力トラ
ンジスタ７がONして発電機の初期励磁を行う。
また、未発電中のため平滑回路１３の出力はＬレ
ベルにあり、警報回路１４中のNANDゲート１４
１はＨレベル信号を出力してトランジスタ１４２
がONし、ランプ６が点灯している。

その後、エンジンが始動して発電が開始される
と、平滑回路１３はＨレベル信号を出力し、警報
回路１４中のトランジスタ１４２がOFFしてラ
ンプ６を消灯する。一方、発電機１００からの出
力電流によつてバツテリー４が充電され、バツテ
リー電圧が設定値より高くなると、第１の判別回
路１１中の比較器１１１の出力がＨレベルからＬ
レベルになる。この時点でもインバートゲート１
５３はＬレベル信号を出力しているためNANDゲ
ート１５１はＨレベル信号を出力し続けている
が、その出力電流は比較器１１１側に吸収されて
しまい出力トランジスタ７はOFFし、励磁電流
を遮断する。それによつて発電機の出力電流は低
下しバツテリー電圧が低下する。そのため再び比
較器１１１の出力がＨレベルになり、出力トラン
ジスタ７をONし励磁電流を流す。以下、この作
動を繰り返すことによつてバツテリー電圧は抵抗
１１２，１１３等によつて決まる設定値に調整さ
れる。

なお、正常発電時には発電電圧は前記設定値に
ほぼ等しく、またホールド回路１６の出力ＣがＨ
レベルにあるため第２の判別回路１２中のトラン
ジスタ１２７がONしており、発電電圧の分圧比
は抵抗１２４，１２５，１２８によつて決定され
ており、比較器１２１への入力電圧は低目に抑え
られている。そのため、第２の判別回路１２の比
較器１２１は常時Ｈレベル信号を出力している。

次に、前記状態においてバツテリー電圧検出線
が何らかの原因によつて断線（Ｓ端子外れなど）
した場合について説明する。この時、Ｓ端子（バ
ツテリー電圧検出端子）側の電位はＨレベルから
Ｌレベルに落ちるため、その変化をホールド回路
１６が検出してその出力ＣをＨレベルからＬレベ
ルにする。そのため、警報回路１４中のNANDゲ
ート１４１はＨレベル信号を出力してトランジス
タ１４２をONさせ、ランプ６を点灯する。一
方、第１の判別回路１１中の比較器１１１はＳ端
子側の電圧低下によりＨレベル信号を出力し続け
るため、バツテリー電圧及び発電電圧は上昇す
る。この時ホールド回路１６の出力ＣはＬレベル
となるためトランジスタ１２７がOFFし、第２
の判別回路１２において発電電圧の分圧比は抵抗
１２４，１２５によつて決定されるようになる。
この時の発電制御電圧を第２の設定値と呼ぶこと
にする。

そのため、発電電圧が第２の設定値（一般に電
圧検出線正常時の設定値より少し高目の値にして
あるが、この値を正常時の設定値とほぼ同一にす
ることも可能である。）を越えると、第２の判別
回路１２中の比較器１２１の出力がＬレベルとな
り、インバートゲート１５２と１５３は共にＨレ
ベル信号を出力し、NANDゲート１５１の出力を
Ｌレベルにする。そのため、比較器１１１からの
出力電流はこのNANDゲート１５１にて吸収され
てしまい、出力トランジスタ７がOFFして励磁
電流を遮断する。それによつて発電電圧は低下
し、第２の設定値より小さくなると再び比較器１
２１の出力がＨレベルとなる。そこで、NANDゲ
ート１５１はＨレベル信号を出力し、かつ比較器
１１１は常時Ｈレベル信号を出力し続けているた
め、出力トランジスタ７がONして再び励磁電流
を流す。以下、この作動を繰り返すことによつて
発電電圧は第２の判別回路１２中の抵抗１２２，
１２３等によつて決まる第２の設定値に調整さ
れ、バツテリー４が過充電になるのを防止してい
る。この際、バツテリー電圧検出線ｌ１の断線中
は常時ランプ６は点灯している。

次に、前述したバツテリー電圧検出線の断線の
場合に代えて発電機出力線ｌ２が何らかの原因
（Ｂ端子外れなど）によつて断線した場合につい
て説明する。この断線時には、発電機が瞬時的に
高電圧（一般に正常電圧の２倍以上）になること
により、この直前までホールド回路１６の出力Ｃ
がＨレベルにあつて第２の判別回路１２中のトラ
ンジスタ１２７がONして、発電電圧の分圧比を
充分小さく設定してあるにも係わらず、その高電
圧の分圧電圧は比較基準電圧以上になり、比較器
１２１の出力は瞬時的にＨレベルからＬレベルに
変化する。そのため、ホールド回路１６はトリガ
されてその出力ＣはＨレベルからＬレベルに変化
する。そこで、警報回路１４中のNANDゲート１
４１はＨレベル信号を出力してトランジスタ１４
２をONさせ、ランプ６を点灯する。一方、発電
機出力線ｌ２の断線によつてバツテリー電圧は規
定値（例えば12Vo1t）まで低下する。そこで、
第１の判別回路１１中の比較器１１１はＨレベル
信号を出力し続けるため、発電電圧は上昇する。
この時、ホールド回路１６の出力ＣはＬレベルと
なるためトランジスタ１２７はOFFしている。

その後、発電電圧が第２の設定値を越えると、
第２の判別回路１２中の比較器１２１の出力が再
びＬレベルとなり、インバートゲート１５２と１
５３は共にＨレベル信号を出力し、NANDゲート
１５１の出力をＬレベルにする。そのため、比較
器１１１からの出力電流はこのNANDゲート１５
１に吸収されてしまい、出力トランジスタ７を
OFFして励磁電流を遮断する。それによつて発
電電圧は低下し、第２の設定値より小さくなると
再び比較器１２１の出力はＨレベルとなり、出力
トランジスタ７をONして再び励磁電流を流す。
以下、この作動を繰り返すことによつて発電電圧
は第２の設定値に調整され、発電電圧が異常に上
昇するのを防止できる。この際、常時ランプ６は
点灯している。

なお、第１図の実施例ではホールド回路１６を
ブロツクで示したが、その具体的回路例を第２図
及び第３図に示す。まず、第２，３図の回路にお
いて、入力ａ，ｂにはそれぞれ比較器１２１の出
力電圧、及びバツテリー電圧検出端子Ｓからのバ
ツテリー電圧が与えられており、出力ＣはNAND
ゲート１４１及びトランジスタ１２７等に印加さ
れている。またVccは第１図中定電圧回路１０に
よる電源電圧を示す。第２図の回路において、入
力抵抗１６０１，１６０２はバツテリー電圧を分
圧してトランジスタ１６０３に印加するためのも
のである。また、コンデンサ１６０４は初期設定
手段をなすもので、電源投入時にトランジスタ１
６０６を強制的にOFFさせてホールド回路の初
期設定を行うようにしてある。

そこで、第２図の回路の場合、発電システムが
正常のときには入力ａ，ｂはＨレベルでトランジ
スタ１６０３，１６０５〜１６０８がOFFし、
出力ＣがＨレベルとなつているが、発電システム
の異常により入力ａ，ｂのうちの少なくとも一方
がＬレベルになつたときにはトランジスタ１６０
３，１６０５〜１６０８をONして出力ＣをＬレ
ベルとし、以後トランジスタ１６０３がOFF状
態に変化しても電源遮断時までその出力状態を保
持するようにしてある。

また、第３図の回路において、初期設定手段と
してはダイオード１６１１及び抵抗１６１２がそ
の役目を持つており、電源投入時トランジスタ１
６１０へのベース電流の立上りを遅らせてトラン
ジスタ１６０９を先にONさせるようにしてあ
る。そこで、発電システムの正常時はトランジス
タ１６０９がONしてトランジスタ１６０８，１
６１０がOFFしており、他方、異常時にはトラ
ンジスタ１６０９がOFFしてトランジスタ１６
０８，１６１０がONすることになる。なお、１
６１３，１６１４は定電流源である。

なお、本実施例では第２の判別回路１２は整流
器２側の出力電圧を検出しているが、補助整流器
を設けた発電機の場合にはその補助整流器より発
電電圧を検出する構成としてもよい。

また、発電状態を検出する平滑回路１３の入力
としては、発電機の中性点電圧に代えて電機子コ
イルより発電電圧を取出してもよい。

すなわち、本発明では、第２の判別回路１２の
設定電圧を、通常、整流器２から発生する出力
（電圧）以上とすることで、比較器１２１より、
Ｌレベルが出力されて、ホールド回路１６の出力
Ｃが変わらないようにしている。また、Ｂ端子は
ずれの場合には、整流器２の出力が急激に高くな
るため、比較器１２１の出力にＬレベルが出て、
ホールド回路１６の出力Ｃを変えて、比較器１２
１の基準電圧を下げる（すなわち、比較器１２１
の一端子に入力される分圧電圧を変える）ように
したため、低い第３の基準電圧でバツテリへ充電
されることとなり、バツテリへの過充電を防止す
る。

また、Ｓ端子はずれの際にも、ホールド回路１
６の出力Ｃを変えて、第２の判別回路の第３の設
定電圧で行なうようにしているので、同様に、バ
ツテリへの過充電を防止できる。

以上述べたように本発明では、バツテリー電圧
と発電機出力電圧とを独立して検出するように
し、通常はバツテリー電圧を優先して検出して発
電制御し、他方バツテリー電圧検出線及び発電機
出力線のうちの少なくとも一方が断線したときの
み、信号保持手段の信号により、第２の判別回路
の第２の設定電圧を低くして、第３の設定電圧と
することで、バツテリー電圧及び発電機出力電圧
の電圧検出点の設定が独立して行え、かつ、断線
時には、低い第３の設定電圧で、発電機出力電圧
を制御することで、バツテリーの過充電及び発電
機の出力電圧の異常上昇を未然に防止できるとい
う優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を示す電気回路
図、第２図及び第３図は第１図中ホールド回路の
具体例を示す電気回路図である。 １００……発電機、４……バツテリー、６……
警報用のランプ、７，１１……電圧制御回路の要
部をなす出力トランジスタ、第１の判別回路、１
２，１５……切替回路の要部をなす第２の判別回
路、論理回路、１３……警報回路、１６……異常
検出回路の要部をなすホールド回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電機子コイルと、励磁コイルと、前記電機子
   コイルからの交流出力を整流する整流器とを有す
   る発電機と、 前記整流器の直流出力により充電されるバツテ
   リと、 前記バツテリに接続されたバツテリ電圧検出端
   子とを有し、このバツテリ電圧検出端子の電圧に
   応じて、前記励磁コイルに流れる電流を制御する
   発電制御回路とを備え、 前記発電制御回路は、 前記バツテリ電圧検出端子の電圧を入力し、こ
   の電圧と第１の設定電圧とを判別する第１の判別
   回路と、 前記整流器の出力を入力し、この出力と前記第
   １の設定電圧よりも大きい第２の設定電圧とを判
   別する第２の判別回路と、 前記バツテリ電圧検出端子の電圧および前記第
   ２の判別回路の出力を入力し、前記バツテリ電圧
   検出端子の電圧が得られない時もしくは、前記第
   ２の判別回路により前記整流器の出力が第２の設
   定電圧よりも大きい時に信号を発生し、この信号
   を保持する信号保持手段と、 この信号保持手段の信号により、前記第２の判
   別回路の第２の設定電圧をさげて、第３の設定電
   圧に変える設定電圧変更手段と、 前記第１もしくは第２の判別回路の出力により
   前記励磁コイルに流れる電流を制御して、前記バ
   ツテリの充電電圧もしくは前記整流器の出力電圧
   を制御するための半導体スイツチング素子と、 前記信号保持手段の信号により、前記半導体ス
   イツチング素子の制御を第１の判別回路の出力に
   変えて、第２の判別回路の出力で行なうようにし
   た切替回路と、 を備えることを特徴とする車両用発電制御装置。