JPS63273040A - 擬似自動車電源発生装置 - 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ｉ偵自動車電源発生装置（エンジンキーシミュ
レータ）に関し、エンジンキー操作による自動車電源各
部の電圧変化を卓上で簡易に再現できるようにしようと
するものである。

〔従来の技術〕

自動車には各種電子機器が搭載され、これは種類、個数
が益々増える傾向にある。

自動車用電子機器を設計、開発するに当って机上での検
討、実験は不可欠であり、また最終的には車に積んでエ
ンジン起動、運転中の操作、動作チェックも欠かすこと
はできない。

電源に関して言えば、机上評価は安定した又は定電圧を
供給した状態で行なわれるが、車に取付けた状態では電
源変動（負荷による電圧降下やリップル）、ノイズ混入
などがあり、この影響で電子機器は机上と異なった動作
をしたり特性を示すことがしばしば見受けられる。従っ
て実際に車に積んで実験、チェックする必要に迫られる
が、こあ場合は供試電子機器の他に測定器等も車に積む
又は車の近くに設置する必要があり、これらのためのス
ペースがなかったり、大掛りな試験になったり、設定に
多大の時間を要したりする。

実際の自動車の電源電圧波形に類似した電圧波形を出力
することができる擬似電源装置があれば、机上テストで
も電源に関する限り、自動車搭載試験にかなり近く近似
させることができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし従来、このような便利な擬似電源装置はなかっ外 任意の波形の電源電圧を出力できるものとしてプログラ
ム電源があるが、自動車電源電圧を模擬するものとして
は利用しにくい。例えば、自動車の電源には基本的にＢ
Ｕ（バックアップ）、ＡＣＣ（アクセサリ）、ＤＩＭ（
ディマ）の３つがあり、これらを同時に作り出すには複
数の電源が必要になり、これらを制御するコンピュータ
も必要になり、システムが大掛りなものになってしまう
。

自動車電源は通電１個のバッテリであり、負荷としては
時計などの常時接続されているもの、エンジンキーがＡ
ＣＣ位置へ廻されると入る（入り得る状態になる）電子
機器等、エンジンキーがオン位置になると入る点火系統
、およびエンジンキーがスタート位置で入るスタータな
どがあり、これらが入る毎に小さなまたは大きな電圧変
動が生じる。またエンジンキーは１ノツチずつゆっくり
廻わす大または場合、急激に追わす大または場合など様
々であり−１この廻わし方によって電圧変動波形に差が
あり、ゆっくり追わしたときは正常な動作をする電子機
器も急速に追わすと異常（誤）動作する、という問題が
ある。

このように自動車の電源ＡＣＣ，ＢＵ、ＤＩ’Ｍの電圧
はエンジンの動作状！＠（回転数）、負荷エアコン、ス
テレオ、デフォガ、ファン、ヘッド（ライト等）の動作
状態、バッテリの寿命の大小、外気温などによって複雑
に変化し、エンジンキーを追わす速さによっても変動波
形が変る。

本発明は特にエンジンキーの操作状態によって変る電源
電圧変動を容易に再現でき、負荷による゛電圧降下も良
く近似することができる擬似電源装置を提供しようとす
るものである。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図に示すように本発明では、自動車に取付けられる
エンジンキーシリンダユニットと同じもの１２を用い、
ＢＵ、ＡＣＣ，ＤＩＭ電源の電圧をこのシリンダユニッ
ト１２により制御可能にする。１４は電源供給回路で、
出力電圧の制御部を備える。１６は電圧供給表示部で、
ＢＵ、ＡＣＣ。

ＤＩＭへの給電導体とＢＵ電源の電圧を表示する電圧針
を備える。１０はエンジンキー、β１は出力短絡保護（
過電流保護）回路である。

第２図にや一詳細な回路を示す。ＶＣＣはバッテリ電圧
に相当するｌＯ〜１６Ｖ、１０Ａ電源、ＡＣは交流１０
０Ｖ電源である。１８は出力短絡保護回路、ＳＷｐは本
装置の電源スィッチ、ｓｗｂはＢＵ上セツトイッチ、Ｓ
Ｗｄはディマスイッチ、１６ａは電圧計、１６ｂ〜１６
ｄは発光ダイオードからなる表示灯で１６ｂはＢＵ用、
１２ｃはＡｃｃ用、１２ｄはＤ−１Ｍ用である。

第３図にこれらのスイッチ等の、電源装置パネル上の配
置例を示す。Ｂ　Ｕ　−ＴＵＮＥはＢＵ電源電圧降下を
設定する可変抵抗ＶＲｂ　（第２図）の操作摘みである
。バックアップ（Ｂ　Ｕ）電源及びディマ（ＤＩＭ）電
源は交流電源ＡＣを整流して得るが１．その整流出力電
圧を可変抵抗ＶＲｂ等は設定することができる。ＡＣＣ
電源はＶｃｃが供給する。

〔作用〕

第４図を参照しながら動作を説明するに、エンジンキー
が口７り（ＬＯＣＫ）位置にあると、これはエンジンキ
ーをシリンダユニット１２から抜き去ったのと同じで、
電源はＢＵのみ供給状態にある（電圧はＶｃｃと同じ）
。エンジンキーをＡＣＣ位置に追わすとＡＣＣ電源が入
り、ＯＮ位置に廻すと点火回路に電源が入ると共に（但
し本装置ではこの回路はない）、デイマスイッチＳＷｄ
がオンであればＤＩＭ電源が入る。次にスタート（ＳＴ
ＡＲＴ　）位置に廻すとスタータに電源が入り（やはり
本装置ではこの回路はない）、大きな電源電圧の降下が
生じる。第４図のＢＵ、ＤＩＭでのくぼみはこの電圧降
下を示す。自動車の種類により異なるが、この５ＴＡＲ
Ｔ位置ではＡＣＣがオフになるもの、オンのま＼のもの
がある。本例では前者を示しており、５ＴＡＲＴ位置で
はＡＣＣはＯｖになる。次にエンジンキーをＯＮ位置に
戻すとスタータはオフにされ、従って電源電圧は回復す
る。

エンジンキーは速く廻す場合、遅く廻す場合、様々であ
るが、ＡＣＣ，ＢＵ、ＤＩＭに電源電圧Ｖｃｃが現われ
、電圧降下し、回復し、といった経過は同じであり、唯
、各々の期間がエンジンキーを廻す速度により変わる。

実際のエンジンキー、同シリンダユニットでオンオフ、
制御、する本回路では、このエンジンキーを這わず速度
による電源電圧変動状況を簡易に再現することができる
。

電圧降下の程度は、電源電圧制御回路の設定で、実際値
によく合わせることができる。

自動車において電源ラインの電圧降下が最も大きな時は
エンジンスタータモータを廻わしたときであり、この電
圧降下量は負荷電流、バッテリの残り寿命の大小、外気
温などによって左右され、通常１３．２　Ｖのバッテリ
電圧も最悪時には４Ｖ程度まで降下する。自動車用電子
機器はこのような大変動に備えてバックアップ回路やリ
セット回路などを備えているが、か〜る大電圧降下時の
動作チェックは開発段階で必要不可欠な項目である。

本発明ではこの大電圧降下も、電圧計１６ａを目視しな
がらの可変抵抗ＶＲｂの操作などで容易に設定すること
ができる。

自動車電源には各種ノイズがのっているのが普通である
が、これに対しては信号（雑音）発生器を設け、その出
力を電源ラインに挿入する。自動車電源のノイズは、オ
ールタネータの出力に含まれる脈動、点火コイルが発生
するパルス、電動ミラーなどの各種電動機器のモータが
発生する雑音などがあるが、大別すれば連続波と断続パ
ルス波であるから、信号発生器としてはこれらに対する
ものを用意する。電源ラインにノイズを挿入するにはト
ランスを使用するのが簡単である。

〔実施例〕

第６図に本発明装置の実施例回路を示す。交流電源ＡＣ
はプラグ２６、スイッチＳＷｐを通ってトランスＴ１に
導かれ、整流器Ｒ１で直流にされる。この直流出力線１
２には電圧調整回路および電流制限回路が挿入され、電
圧調整回路は並列接続されたトランジスタＱ１、Ｑ２、
これらとダーリントン接続されたトランジスタＱ３、お
よびこれらの制御用トランジスタＱ５、誤差増幅器（コ
ンパレーク）ＯＰを有し、電流制限回路はトランジスタ
Ｑ４を有する。これらの回路の出力線β３はノイズ挿入
用のトランスＴ３を経てＢＵ電源端子へ導かれ、またデ
ィマスイッチＳＷｄが挿入されたのち０１Ｍ電源端子へ
導かれる。

交流電源ＡＣはまたトランスＴ２を介して整流器Ｒ２へ
供給され、負の直流電圧発生に用いられる。２４はこの
整流器Ｒ２の出力を受けて−Ｖを発生する電源回路であ
り、２２は整流器Ｒ１の出力を受けて＋Ｖを発生する電
源回路である。これらの正、負直流電圧＋Ｖ、　−Ｖは
増幅器ＯＰなどの電源になる。

電源Ｖｃｃはシリンダユニット１２のＡＭＩ端子゛に接
続され、また可変抵抗ＶＲ＋に加えられて該抵抗に基準
電圧Ｖｒを発生させる。この基準電圧ＶｒはリレーＲｙ
の切換スイッチＳＷｃを介して増幅器ＯＰの一方の入力
端に入り、またＢＵ電源電圧降下設定用の可変抵抗ＶＲ
ｂに加えられる。

可変抵抗ＶＲｂの出力電圧も切換スイッチＳ　Ｗ　ｃを
介して増幅器ＯＰの一方の入力端子に入る。リレーＲｙ
はシリンダユニット１２にエンジンキーを挿入して５Ｔ
ＡＲＴ位置（ＳＴＩ端子）まで廻すとき付勢されてスイ
ッチＳＷｃを図のＢ側からＭ側へ切換えるが、これに（
ＡＭＩ、ＳＴＩに）並列にＢＵセットスイッチＳＷｂが
接続されており、従ってこのスイッチＳＷｂを閉じても
リレーＲｙが付勢される。出力線１３とグランド線との
間に可変抵抗ＶＲ２が接続され、これは出力電圧を（詳
しくはその分割電圧を）増幅器ｏｐの他方の入力端に加
える。

この回路で電源スィッチＳＷｐを閉じると整流器Ｒ１，
Ｒ２は正、負直流電圧を発生し、また可変抵抗ＶＲ＋は
基準電圧Ｖｒを発生し、誤差増幅器ｏｐは出力線１３の
電圧■０と基準電圧Ｖｒとの差に応じた出力を生じ、ト
ランジスタＱｓは該出力に応じて導通し、トランジスタ
Ｑ３従ってＱ＋＋Ｑ２のベース電流を調整して出力電圧
Ｖｏを基準電圧Ｖｒに応じた一定値にする。この出力電
圧Ｖ。

はＢＵ電源の電圧になり、ディマスイッチＳＷｄを閉じ
た状態では０１Ｍ電源の電圧になる。

次にスイッチＳＷｂを閉じるとリレーＲｙが付勢され、
スイッチＳＷｃはＭ側に切換り、可変抵抗ＶＲｂが出力
する電圧Ｖｓを増幅器ＯＰに加える。従って今度は出力
電圧Ｖｏが電圧Ｖｓに応じた一定値になるように制御さ
れる。電圧Ｖｓは電圧ｖＯがスタータ起動時の電圧にな
るように、電圧計１６ａを見ながら可変抵抗ＶＲｂを操
作して決定する。なおスタータ起動時には大きな電圧降
下が発生し、その電圧降下の程度はバッテリの寿命度な
どに従って変るから、予想される最小、最大範囲に応じ
て電圧Ｖｓを各種設定してみるのも一法である。このス
イッチＳＷｂを設けておくと、エンジンキーをシリンダ
ユニット１２に挿入して回転しなくても上記調整を行な
うことができ、試験開始前の準備用として有効である。

試験に当ってはエンジンキーをシリンダユニット１２に
挿入し、Ｌｏｔ、に位置に置く、勿論電源スィッチＳＷ
ｐはオン、ＢＵ上セツトイッチはオフであり、ディマス
イッチＳＷｄもオフとすると、電源ＢＵは基準電圧Ｖｒ
に対応する電圧（Ｖ　ｃｃとする）、電源ＤＩＭ、ＡＣ
ＣはＯＶである。エンジンキーをＡＣＣ位置へ廻すと、
端子ＡＭＩ、ＳＴ１の経路を通って電源ＶｃｃがＡＣＣ
電源に導かれる。この状態では電圧計１６ａは電圧Ｖｃ
ｃを示し、表示灯１６ｂ、１６ｃは点灯する０次にディ
マスイッチＳＷｄを閉じると電源ＤＩＭもＶｃｃになり
、表示灯１６ｄが点灯する。

次にエンジンキーをＯＮ位置から更に５ＴＡＲＴ位置へ
進めるとリレーＲｙが励磁され、スイッチＳＷｃがＭ側
に切換わる。これにより電源ＢＵ及びＤＩＭは基準電圧
Ｖｓに対応する電圧（Ｖｓ’　とする）に下り、電源Ａ
ＣＣはＯｖになる。エンジンキーをオン位置に戻すとリ
レーＲ）Ｆは消勢されてスイッチＳ　Ｗ　ｃはＢ側に戻
り、電源ＤＩＭ、ＢＵ、ＡＣＣはＶｃｃになる。こうし
て第４図で述べた電圧変化が得られ、各期間はエンジン
キーを追わす速度により定まる。

ノイズを重畳させるときは信号発生器をコネクタ３２ａ
に接続する。これによりトランスＴ３を介して電源ＢＵ
及びＤＩＭにノイズを重畳させることができる。また信
号発生器をコネクタ３４ａに接続し、トランスＴ４を介
して電源ＡＣＣにノイズを重畳することができる。ノイ
ズとして連続性のものとパルス性のものを加える場合は
これらの信号発生器を用意し、またトランスＴ３．ＴＡ
の巻線（３４ｂと同種のもの）及びコネクタを１つ増設
して、これらの信号発生器をコネクタに接続すればよい
。

第６図は第５図の回路の電源ＡＣＣとＢＵの電圧変化の
実測例を示す。（ａ）は無負荷時、山）はセット（テー
プレコーダ）が接続されているがセラ士電源はオフ、（
Ｃ）はセットが接続されセット電源はオン、である。第
７図は自動車電源の実際の変化を示し、（ａ）は無負荷
、山）は全負荷である。第６図も第７図に近似しており
、ノイズを重畳させると一層良好に近似する。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明装置を用いることにより容易
に実験室または机上において自動車電源ライン（ＡＣＣ
，ＢＵ、　ＤＩＭ）と類偵した電圧変化、波形を再現さ
せることができる。

また、エンジンキーを用いてＬＱＣＫ、　ＡＣＣ，ＯＮ
。

５ＴＡＲＴ各位置でのＡＣＣ，ＢＵ、　ＤＩＭ各電源電
圧を発生させるので、自動車運転時と同じ要領で操作で
き、各位置間の切換速度の緩急を簡易に再現することが
できる。従って、瞬間的な電圧降下に起因する電子機器
の不具合の発見、デバッグに役立つ。また連続的または
パルス性ノイズを電源ラインに重畳して実験、検討を行
なうことができ、エンジンキー操作と組み合わせてます
ます車の電源状態に近い変化を示す擬似電源を再現する
ことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の基本形を示すブロック図、第２図
は第１図をや一詳細に示す説明図、第３図は装置前面パ
ネルの外観図、 第４図は電源電圧変化を示す波形図、 第５図は本発明の実施例を示す回路図、第６図は本発明
装置の出力電圧波形図、第７図は実際の電源の電圧波形
図である。 出　願　人　　富士通テン株式会社 代理人弁理士　　青　　柳　　　稔 第４図 第６図 （ｄ）　　　ＡＣＣＯＮ　　　　５ＴＡＲＴ　　　　　
ＡＣＣＯＮ第７図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）自動車エンジンキーの各位置（ＬＯＣＫ、ＡＣＣ
   、ＯＮ、ＳＴＡＲＴ）での自動車電源電圧を模擬した各
   種電圧を発生できる電源供給回路（１４）と、自動車の
   エンジンキーシリンダユニットと同じシリンダユニット
   （１２）と基準電圧発生回路（ＶＲ＿１、ＶＲｂ）を備
   え、エンジンキーの操作で各種基準電圧を前記電源供給
   回路の電圧制御部へ送って前記各種電圧を発生させる回
   路と、 該電源供給回路の出力電圧を、直接バックアップ（ＢＵ
   ）電源へまたディマスイッチ（ＳＷｄ）を介してディマ
   （ＤＩＭ）電源へ供給する導線、別途供給される電源（
   Ｖｃｃ）を前記シリンダユニットを通してアクセサリ（
   ＡＣＣ）電源へ供給する導線、およびバックアップ電源
   の電圧を表示する電圧計（１６ａ）を備える電圧供給表
   示部（１６）とを備えることを特徴とする擬似自動車電
   源発生装置。
2. （２）基準電圧発生回路は、バックアップ電源の電圧降
   下設定用の可変抵抗（ＶＲｂ）を備え、該可変抵抗の操
   作で任意に決定できる基準電圧（Ｖｓ）を出力可能であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の擬似自
   動車電源発生装置。
3. （３）電圧供給表示部の導線にはトランス（Ｔ＿３、Ｔ
   ＿４）が挿入され、該トランスを介して信号発生器が出
   力する雑音が該導線に重畳可能にされてなることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の擬似自動車電源発生
   装置。