JPS62501392A - 自動車タコメ−タ検出回路用再調整回路 - Google Patents

自動車タコメ−タ検出回路用再調整回路

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JPS62501392A
JPS62501392A JP60504934A JP50493485A JPS62501392A JP S62501392 A JPS62501392 A JP S62501392A JP 60504934 A JP60504934 A JP 60504934A JP 50493485 A JP50493485 A JP 50493485A JP S62501392 A JPS62501392 A JP S62501392A
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エドワーズ,アーサー ジエイムス
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    • HELECTRICITY
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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】 自動車タコメータ検出回路用再調整回路発明の背景 本発明は自動車用同期発機(オルタネータ)システムの分野に関するものであり 、更に詳しく云うとディーゼルエンジン車のタコメータに関する保護回路に関す る。
一部の充電システムにおいては、出方はオルタネータ巻線の1つ又は複数の位相 からとられ、AC出方信号で動作する種々のデバイスへ供給される。タコメータ はそれらのデバイスのうちで比較的重要なものの1つであり。
エンジン速度の正確な読取りを行うためがなりの振幅のおるAC信号を必要とす る。しかし、オルタネータ出力をタコメータ回路が使用不可能なレベルにまで低 下させる可能性がおる一部の異常な情況がある。例えば、自動車のバッテリが完 全に又ははC完全に充電されCおり負荷が例えばヘッドライトの点灯によって非 常に軒いものから非常に重いものに変わると、1を流ドレーンに応答して励磁が 増大する。この時点で負荷が取り除かれると。
かなりの量のエネルギーがオルタネータロータに貯えられる。その車が火花点火 エンジンであると1点火回路がこの過剰のエネルギーを流出させて何の問題も起 きない。
しかし、エンジンが(圧縮着火による)ディーゼルであると、このエネルギーを 散逸させるための1点火回路に相当する手段がない。従って、このシステムはバ ッテリに、r−ネルギーを貯える試みをしなげ!tはならず、その一方ではレギ ュL/−タは直ちに界磁励6jlを蒙少に減少させる。このため大部分の自動車 回路内に問題は起きない。
という訳はバッテリが必要なすべてのDC1!力を供給1〜ているからである。
しかし、(タコメータ回路の二つな)位相又はAC出力を用いる回路は急激に低 下するオルタネータ出力のためにトラブルを起こす。この問題は稀れであり且つ 短時間しか持続しないので、軽度のバッテリ過充電を犠牲にしてもこれらの情況 下では励磁電流の損失を防止することが好ましい。
システムを検査し点火装置の他の′故障′状態を検出する現在の回路にこの防止 能力を付加できれば有利と思わnる。
本発明の譲受人に譲渡されCいる係属中の米国特許出願において、自動車の点火 装eと一緒に用いるための多機能故障検出器が開示された。本発明はその故障検 出器回路と一緒に用い、ることか好ましい。
一部の自動車市場においては、単一のランプによって多数の起こりうるオルタネ ータシステムの故障の検出および表示を行うことが望ましい。そのようなシステ ムは高い信頼性を有するのみでなく6本質的に誤りのない動作をしなけnばなら ない。即ち、サービスを必要とする故障によらない過電圧又は不定電圧の一時的 状態を無視し、シャフト回転の外見だけの欠除および自動車点火装置にとつCは 普通の過渡パルスが疑似表示を示してはならない。
システムが検出し表示できる3つの主な故障状態、即ち′オルタネータの非回転 ′、′過電圧′および′不足電圧”があり、いかなる真の故障に対しても″エン ジンカニツク′のような単一の表示文字のおるランプが点灯する。上述した一時 的な負荷変化に対し゛C故陣ランプが点灯してはならないことは明らかである。
発明の要約 従つ゛C1本発明の目的はバッテリ負荷の突然の瞬時損失によるオルタネータ励 磁の一時的損失を防止するilj+羊な手段を提供することである。
本発明のもう1つの目的はそのような一時的負荷状態において故障ランプが点灯 するのを防止することでるる。
本発明の特殊な目的は、複雑さと費用の増大な最少にして多機能検出器/レギュ レータと協力しにのb)ニカを提供することである。
こノLらの目的および下記の説明から明らかになるその他の目的は、システムの 故障によるのではない位4′IJ川力の一時的減少の検出を第2調整ループを使 用可能にするために利用でさる回路におい゛C達成さt′Lる。この′す!J2 ループは正常な調整制御をフ11キ効にするよシに動作する。これにより界磁励 磁は短時間の過電圧の期間中維持される。
故障ラングもまた疑似表示を与えないようにされる。
図面の簡単な説明 第1図は本発明を含むオルタネータシステムの図である。
第2図は第1図の1素子の論理崗である。
第3図〜第5図は6つの動作モードにおける第2図の回路の主な波形のタイミン グ図でおる。
第6図は本発明の回路のためのタイミング図である。
好ましい実施例の詳細な説明 本発明の回路は上記に参照した係属中の米国出願の故障検出回路を利用し、また その検出回路と一緒に用いられるので、この後者の回路をや\詳しく説明するこ とにする。特定の環境は必要としないが、その出願においては本発明はその回路 によつ°Cすでに与えられた出力(g号を利用でさ、それによQ本発明の特徴は わずかな追加費用で実現できる。本発明を違う環境で用いる場合には。
これらの同じ信号を独自に誘導しなければならないことは明らかである。
第1図には、オルタネータ10 、バッチ’) 12 、 界E’x ”イル1 4および整流器16を含むオルタネータシステムが示されている。タップ2oは 巻線18の1角に拭続きバていて、後述するAC出力信号を与える。ダーリント ン回路22は界磁コイル用のドライブ回路であり、標準的なレギュレータ回路2 4の出力によつ′C制御される。点火スイッチ25を接続しオルタネータ/バッ テリ出力を自動車の電気系統(図示されていない)の残りの部分に結合させても よい。
界磁コイル14およびそ扛に対応づけられたダイオード整流器26は整流器回路 24に結合し、また論理回路62の”不洒td圧′入力端子30に結合している 。論理回路は第2図に示され、第2図に関連して説明されている。
整流器回路24へのもう1つの入力はオルタイ・−夕10上の1点64からぎて いる。この点における信号は時にはオルタネータ”感知′信号とも云われ、整流 器16出力とバッテリ 12電圧からなるコンポジット信号でろる。
電圧基準源66はレギュレ・−夕回路24に結合し、また論理回路52の3つの 入力38A 、 38Bおよび38Cに結合している。クロック発生器40はレ ギュレータ24に結合し。
1だ論理回路6202つの人力42.44に結合している。
オルタネータ巻線18上のタップは論理回路の人力46に結合している。
タップ20はまたターメータ回路47にとって望ましい接続点でもある。タコメ ータはエンジン速度の読取値を与えるので、タコメータはエンジン速度に比例す る信頼できるAC入刃傷号を必要とする。この48号は、エンジンがまだ運転中 にAC信号が低になりすぎて回路に使用でさlいようにならない限り充電システ ムのオルタネータたらのA、c−R5号とすることができる。
レギュし・−夕24カ・らの出力は論理回路620′過電圧′入力に結合しCい る。論理回路52へのもう1つの入力はダ〜・Jントンドライブ回路22のコレ クタ上の端子52からくる。論理回路32からの端子54 A 、 54 Bは インジケータ58.一般的にはランプを制御する第2ダーリントン回路56に接 続しでいる。
第2図には第1図にひけるのと同じ参照数字を付けらnノζ種々の人力および出 力端子を有する論理回路62が示さit“〔いる。この論理回路はレギュレータ 制御回路の大部分を含むことが好ましい集積回路チップ上に含−まバるようしこ 設計゛さlした。従つC9例えばこの回路は少数のコンデンサし刀・必要としな い。′不足電圧′入力端子60は抵抗ネット1ノークJAR,よな介し”C″不 不足電圧比比較器62結合している。比較器62への第2人力は基準端子38  aからきでおり、比較器の出力はナントゲート64に結合している。り目圧′喘 子48はネットワークR1+ R4を介して#過電圧′比較器66に結合しでい る。比較器66への第2人力は基準端子38 bからさCおり、比6に器の出力 はナンドゲー トロ8に結合し2ている。巻線1B上のタップ20は論理回路5 2の人力46に結合し°Cいる。
端子46trl:抵抗ネットワークR11r R6を介して”回転′比較器70 の人力に結合している。比較器への第2人力は基準端子38eからぎCおり、比 較器出力は微分器72に結合する。微分器はAC結合を行って整流器漏電による 誤差の可能性をなくすのみでなく、一部の応用例におい゛C必要となることがあ る周波数二倍器としての役目もする。微分器の出力はフリップフロップ740′ セツビ入力に結合し、端子42は各調整期間中にクロックパルスP 1 ’lx ”リセット′入力に供給する。フリップフロップ74の出力はナントゲート76 の1人力に結合している。
ナントゲート76への第2および第3人力はナントゲート64および68からそ itぞれきている。
ダーリントンドライブ回路22のコレクタ端子52からさている論理回路入力端 子50は抵抗ネットワークR,。
Era’(介してトランジスタT1のベースに結合し、そのトランジスタT1の コレクタはナントゲート80に結合している。ナントゲート80の出力はナント ゲート64の第2人力に結合し、ナントゲート82の入力にも結合している。ナ ントゲート82の出力はナントゲート68の第2人力に結合している。
そのデータ入力をナントゲート76の出力から得るフリップフロップ84はその Q出力をインジケータ制御回路56に結合させている3、クロック発生器からの クロックパルスP2は端子44によつ゛Cフリップフロップ84のクロック入力 に結合ケj7”Cいる。ナントゲート84の非Q出力はナントゲート90に結合 し、このナントゲート90は°またフリップフロップ74の非Q出力から入力を 受けとる。フリップフロップ84の非Q出力はナントゲート90の入力に結合し 7.このナントゲート90の第2人力はフリップフロップ74の非Q出力からく る。ナントゲート90の出力は点92を介してし・ギュレータ24の入力に結合 しLいる。回路のこの最後の部分は第6図のタイミング図の説明を参照すること によってきわめてよく理解妬れる。
上述したエンジン故障の検出に関連してみられることがある第3図へ・第5図の 波形図に関連して論理回路62の動作を説明する1、各波形図の第1部分は見掛 けの′故障′状態を示し、波形図の第2部分は実際の故障を表わす。第6図は実 際に下記の状態のいづれケも意味しうる“回転/非回転“の検出に関係している 。
1)点火し′Cいるがエンジンは始動していない。
2)ファンベルト破損 5)界磁コイル開路又は切断 4)界磁コイル短絡 5)センスワイヤの切断 第2図の回路において、@号はタップ20Y介j、てオルタネータ巻線18から くる。この4i号は弗6図において“R’によって表わされている。この波形は 比較的純粋な正弦波(100%デユーティサイクル)と非常にクリップ(eti  p )された波形との中間にある。最小デユーティサイクルは最大の調整をし ても決して零にはならない。整流器漏電によるDC電圧に伴う問題を避けるため に、この信号は比較器70を介して結合され、この比較器70はまた雑音抑圧の ためのヒステリシスを有する。比較器70の出力は信号″A′である。この信号 は微分器72を介して結合され、この微分器72はI2L論理ゲートからなり。
信号“B′にみら扛る各遷移ごとに負の出力パルスを与える。
閂整期間中に少なくとも1つのパルス“B′があると。
ソリツブフロップ74はセットてれ1次に第5図の点87にみられるようにその 後のパルスP1によってリセットさ!する。次にフリップ70ツブ74の出力M c“がナントゲート76を介して結合され、フリップフロップ84によってラッ テさnる。次に、端子44からの次のパルスP2によつ“Cクロックされフリッ プ70ツブ84の出力“D′はランプ制御回路56に結合する。この部分におい てlD′は零であるので、ランプは点灯さnず、″回転′が同存在していること を示す。
第5図の残りの半分は真の′非回転′状態に対する信号を示ず。オルタネータか らの信号″R′か低になり低にとどまっていると、比較器70の出力′A′は低 になって低にとどまつCおり、Wi分された信号′B′は高になり高にとどまる 。フリップフロップ74をセットするための微分器72からのパルスがないと、 Q出力信号′c′は再び低になり1次のパルスP2において“1〕”44号は副 にラッチさjL 、従って“非回転“を示す。
第4図は過′6エ圧状態の伐出にi;J するタイミング図を示す。ここでの問 題は過渡電圧上昇と真の】つ1に圧状態とを区別するこ、七である。=tの故り 才は下工己のうちの1つによって起きうる。
1)界磁コイル矢j絡〜接地 2) ドライブダーリントン短絡〜接地6〕 レギュレータ回路の故障 通謀状態にバッテリが十分に充′イさi″L’Cいる時に重い負荷が隊去される とじさるr+]能性がある。頁の故障の場合には、後述するよりにナントゲート 82からの信号′)ビは1妬になる。従つ“C1信号″1111が高である時に 玖′心圧が険出さ九ると、真の故障状態が存在する。
A渡活′n圧状態の場合〔・こ(・ま、レギュレータ出力端子48から比較器6 6へくる信号か9子38E上の基準電圧の(−きい、儂よOI所いと、比較器の 出力・−号’G’ut鴎になる。
信号″G′がナントゲート68にお・いて(i4号″H’との否定論理積をノ: ると、そのml来(・−支信号“ビと゛す。る。信号′ビが反転グーI・、カン トゲート 76を介してフリノノノ」コツプ84のデータ入力に結合さノすると 、Q出力信号′DMは1に号P2+こ」、す′Cクロック場コ1.ると八をこと ど゛まり、′故障なし′を示す。
第4図の第2の部分においても、レギュレータ出力信号はそれが基準電圧のしき い値を過ぎるまで−上昇し、信号′G′は高になる。し刀・シこの場合には何ら かの種類の真の故障が存在するので信号′H′も高になる。その結果化じる否定 論理状をとられた信号′E′は低になり、低にとどまる。′E′がテンドゲート 76によって反転させられ7リツプ70ツブ84のデータ入力に結合さカ、ると 。
ノリツ出力ロツブ出力信号′D“はクロックパルスP2において高になり、故障 状態を正確に示す。
さて信号′H′、およびナンドグー) 80、82とトランジスタT1を含む回 路に戻ると、端子50において受信された信号はダーリントンドライバ回路22 の状態を表わす。真の過電圧状態の各々において、ダーリントンコレクタ電圧は 継続的に低であるので、端子50 i・こおける入力電圧は低になる。過渡過′ 亀圧の場合には1回路が調整期間の終りにオフになるのでダーリントンコレクタ 電圧は高になる。これはレギュレータが正確に働いて出力電圧を下げるので正し い。
第5図には′不足電圧′状態が示さj5ており、第1部分子i過負荷状態によっ て生じた低電圧を示し、第2部分は真の故障によって生じた低電圧4・示す。後 者の状態はオルタネータ−、バラブリ接続における開路の結!V−である可能性 がある。レギュレータ出力電圧が比較器62人力における基Q電)1より下がる と、比較器出力佃ら′11’は高になる。信号&IJlがナンドグ゛−・トロ4 におけるイを号′Irの反転と否定論理積をとると、f::の結果化じる出カイ 11号は信号″F′である。非1N信号がダーリントンドライブ回路が′オン′ になりシステムが全能力で作動中であるという事実によって過渡過電圧の場合に 低にとどまっていると、信号′F′は高にとと遣っている。′D′B′も低にと どまっていて′故障なし′を示し、ランプ58は点灯されない。
第5図の′!82部分においでも、レギュレ〜り電圧は下がるが、この場合には その低下は真の故障による。さてしきい値が交差し7信号1’I#が高になると 、非■(信号も高になり、ナンドグー1・64の出力′に′は低になる。ナント ゲート76を介してソリツブフロップ84に結合した44号′F′はフリツブノ l:lツブの出力イM号・’l)’を筒にし、インジケータ回路56を使)il +−1iJ能にし、″故障′ランプ58を点灯させる。
上述したシステムおよびそのシステムが誘導する信号を背景に(7で、再調整回 路の動作を第6図のタイミング図を参照L2て史((詳しく1況明ず7で)3、 第61)5コθ:)第1部分はシステムの正常凋整モー1′を示t”o 4−子 46’af介1〜てのオルタネータ10のタップ2〔]からの1位相′又はAC 人力信号はN面を簡単にするためにこ\に示し、で、わるよう々。方形波〃・、 又す尤止弦波ズ〉≧、又(・ユクリノブさ)1、たj「弦波である。1〜きい電 圧5?は基準電圧F V、、Mもこの応用例に卦ける代表的な値5−iovで示 されている。Plは上述したようにフリップフロップ74用のクロックパルスで おる。波形′C′はノリツブノロツノ74のQ出力で必る。
信号v工、′はオルタネータ整流器上の点34からのレギュレータ24入力端子 である。波形′に′はナントゲート90の出力であり、再調整制御電圧である。
波形′D′は第6図に関連し゛C説明したようにノリツブフロップ84のQ出力 である。′顆ッ′はレギュレータ24によって与えられる正常コM整電圧でおる 。図面の最後の線は実際にダーリントンドライバ回路22を制御する2つの調整 制御信号vRF、Gトにの和である。
サイクル1の期間中は、オルタネータ/充電システム全体は正常に作動しつつあ る。サイクル2の期間中は。
負荷のある程度の急激な減少によ0過電圧状態が始゛まっているが、バッテリは はC完全に又は完全に充電されている。′V工、′のこの上昇は調整信号’Vl 。lを最小デユーティサイクル(サイク/l−3−7)にする。再調整回路が存 在しないと1位相化号はそnがもはやしきい値VTと交差するのに十分な程犬さ くなくなるまで′過電圧′状態を減少させるために振幅が減衰しつづけ1間もな くタコメータ回路を起動させるには低くなりすぎる。
フリップフロップ74の出力は、比較器70および微分器72をトリガするのに 十分な振幅の信号が存在する表示を与える。従って、フリップフロップ74の出 力″C′は、第6図の第2部分(サイクル3−5 )にみらnるようIXE、電 調仝信号′G′を無効にするのに用いることかでさる。正′バ調整においては正 常デユーディサイクル仏号はノリツブノロツノ74の出力より長いパルスでおる ので。
クリップフロップ信号は無効(・こさt′Lるという点をこ\で注目すべきであ る。しかし、デユー・ディ@クイクルが過渡過″1ヱ圧によって減少すると、フ リッグフロツプ74パルスばより長いパルスとなるので、そ?Lは調整を制御す る。
こ\で述べておかねばならないことは、再調整?&能は正常、JAl整機能に必 要と垢扛る必らゆる正確ぜをもっては行われないかもしれないが、セルはこ\に 述べた短時間の。
稀牡な過負荷状態の期間中タコメータの積度を維持するにぐよ全く十分であると いうことでおる。
こ几までをこ述べた再5句整動作は具の故障が存在しない限りにおいCtよざわ めて満足ずべぎものでおる。し〃・シ。
タップ20〃・らの1位+11”接就が切1折さtしると1回路は問題を生じぜ ぜる。という訳は、再調整回路はレギュレータ24を制御しようとし”〔、その 結果潜在的i’Cg費な遍′成圧状態ケ生じ芒セるたらである。こnは結局は更 に別の回路によって処理妬nることになる。実際の故i章状態は第6図のサイク ル6−7に示さj’L ’[いる。(システム内の真の故!4を示す)ノリツノ リロツゾ84メ非Q出力は僅か1ザイクルの過負荷後ににf、1.W整回路を遮 断し、′故障′ジンプがランプ回路56によって点灯される。サイクル8にみら nるように、過渡過電圧が減衰すると、正常調整機能が戻る。従つ゛C1再調整 回路は′ノェイルセーフ′とみなされ、外部的に生じた見掛けの′故障′により 過電圧を発生させることはできない。
以上、一時的過電圧状態による自動車のタコメータ回路の不正確さ又は使用可能 を防止する回路を示し説明した。一時的状態における故障インジケータの起動も また防止される。回路は多機能故障検出器回路とともに働き。
それにより一時的過電圧状態は実際の故障が現わ扛ない限り正常調整制御信号を 無効にすることができる。回路全体は簡単でありコンデンサを殆んど必要としな いので集積回路ブーラグ上の実施例に特に適用可能である。その他の変更および 変形も本発明の精神の範囲内において可能でおり、添付の請求の範囲内に入るよ うなすべての変形、変更を含むことが意図され1いる。
国際調介報告

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.オルタネータの励磁電流を制御するための第1制御信号を発生させるレギユ レータ手段と,前記オルタネータの出力が所定レベルより低いことを検出するた めオルタネータ/充電システムに結合した第1検出手段と、 第1検出手段に結合し,前記検出に応答して第2制御信号を与え,前記オルタネ ータの励磁電流を制御する第1論理手段と、 前記オルタネータ/充電システムに結合し,前記システム内の実際の故障の検出 に応答して故障信号を与える故障検出手段と、 第1論理手段および故障検出手段に結合し,前記故障信号に応答して前記第2制 御信号を使用禁止にする第2論理手段と、 前記第2制御信号をレギユレータに結合させ,それにより第2制御信号を第1制 御信号と組合わせる手段とを含む、 自動車オルタネータ/充電システムと共に用いる再調整回路。
  2. 2.第1検出手段は基準電圧源および比較器を含み前記オルタネータ出力と基準 電圧とを比較する前記請求の範囲第1項による再調整回路。
  3. 3.第1検出手段は前記比較手段の出力に結合した微分手段を更に含む前記請求 の範囲第2項による再調整回路。
  4. 4.第1論理手段はラツチング回路およびクロツク信号入力を含み前記ラツチン グ回路をクロツクする前記請求の範囲第1項による再調整回路。
  5. 5.故障検出手段は前記システム内の少なくとも1つの見掛けの故障を検出し見 掛け故障信号を与える手段を含む前記請求の範囲第1項による再調整回路。
  6. 6.故障検出回路は故障信号と見掛け故障信号を組合せる論理手段を更に含む前 記請求の範囲第5項による再調整回路。
  7. 7.第2論理手段は第2ラツチング回路とクロツク信号入力を合み前記ラツチン グ回路をクロツクする前記請求の範囲第1項による再調整回路。
  8. 8.第2論理手段は第1および第2論理手段の出力に結合したゲーテイング手段 な更に含む前記請求の範囲第7項による再調整回路。
  9. 9.第2論理手段に結合しシステム内の実際の故障の存在を示すインジケータ手 段を更に含む前記請求の範囲第1項による再調整回路。
JP60504934A 1984-12-31 1985-11-05 自動車タコメ−タ検出回路用再調整回路 Pending JPS62501392A (ja)

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US687604 1984-12-31

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