KR100230671B1 - 차량용 교류 발전기의 출력제어장치 - Google Patents

차량용 교류 발전기의 출력제어장치 Download PDF

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다니구찌 이찌로오, 기타오카 다카시
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Abstract

차량용 교류 발전기의 출력을 제어하는 장치가 제공되는데, 이 장치는 외부 제어장치에서 전압 조절기까지의 배선을 하나의 선을 사용해서 가능하게 하며, 이 교류 발전기의 출력 전압을 외부 제어장치에서 공급되는 제어신호의 듀티율에 따라서 통상의 값으로 조정하는 것이 가능하며, 발전기 출력전압을 제어신호의 레벨변화에 따라서 원하는 값으로 선형적으로 제어하는 것이 가능하다. 이 장치에서는 축전지와 차량위에 장착되는 각종 감지기에 연결되어 차량의 운전조건에 대응하는 듀티율을 갖는 제어신호를 발생하는 제어장치가 있으며, 축전지와 제어장치에 연결되어 축전지의 출력전압을 검출하고 축전지에서 교류 발전기의 계자코일에 공급되는 계자전류를 검출된 축전지 전압에 따라 턴온/턴오프시켜서 교류 발전기의 출력전압을 외부 제어장치에서 나온 제어신호의 듀티율에 따라서 결정된 레벨이 되도록 조정하는 전압 조절기가 있다.

Description

차량용 교류 발전기의 출력 제어장치
제1도는 본 발명의 제1실시예에 따른 차량용 교류 발전기의 출력을 제어하는 장치 구조도.
제2도는 본 발명의 제2실시예에 따른 차랑용 교류 발전기의 출력을 제어하는 장치 구조도.
제3도는 본 발명의 제1실시예와 제2실시예에 따른 교류 발전기의 조정전압 특성도.
제4도는 본 발명의 제3실시예에 따른 차량용 교류 발전기의 출력을 제어하는 장치 구조도.
제5도는 제3실시예에 따른 교류 발전기의 조정전압 특성도.
제6도는 본 발명의 제4실시예에 따른 차량용 교류 발전기의 출력을 제어하는 장치 구조도.
제7도는 본 발명의 제5실시예에 따른 차량용 교류 발전기의 출력을 제어하는 장치 구조도.
제8도는 제5실시예에 따른 교류 발전기의 조정전압 특성도.
제9도는 본 발명의 제6실시예에 따른 차량용 교류 발전기의 출력을 제어하는 장치 구조도.
제10도는 본 발명의 제6실시예에 따른 교류 발전기의 출력릉 제어하는 장치의 동작을 설명하는 진리표.
제11도는 제6실시예에 따른 교류 발전기의 조정전압 특성도.
제12도는 본 발명의 제7실시예에 따른 차량용 교류 발전기의 출력을 제어하는 장치 구조도.
제13도는 제7실시예에 따른 교류 발전기의 조정전압 특성도.
제14도는 제7실시예에 따른 교류 발전기의 또 다른 조정전압 특성도.
제15도는 본 발명의 제8실시예에 따른 차량용 교류 발전기의 출력을 제어하는 장치 구조도.
제16도는 제8실시예에 따른 교류 발전기의 조정전압 특성도.
제17도는 제8실시예에 따른 교류 발전기의 또 다른 조정전압 특성도.
제18도는 차량용 교류 발전기의 출력을 제어하는 종래 장치 구조도.
제19도는 본 발명의 발명가들이 알고 있는 차량용 교류 발전기의 출력을 제어하는 장치의 구조도.
제20도는 본 발명의 발명가들이 알고 있는 차량용 교류 발전기의 출력을 제어하는 장치의 구조도.
제21도는 본 발명의 발명가들이 알고 있는 차량용 교류 발전기의 조정전압 특성도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 교류 발전기 102 : 계자코일
2 : 정류기 3A∼3H : 전압 조정기
4 : 외부 제어장치 5 : 축전지
CP1∼CP6 : 비교기 CA : 커패시터
307 : 중전 저항 308 : 방전 저항
310∼317 : 전압분배 저항 Q1∼Q4 : 트랜지스터
발명의 배경
산업상 이용분야
본 발명은 차량용 교류 발전기의 출력을 제어하는 장치로서 외부에서 공급되는 전기적 신호의 레벨에 따라서 교류 발전기의 출력을 제어하기에 적합한 유형의 제어장치에 관한 것이다.
종래 기술
제18도는 예컨대, 일본특허공개번호 62-107643에 개시되어 있는 차량용 교류 발전기의 출력을 제어하는 종래 장치의 구조를 설명하는 도면이다. 엔진(도시안됨)에 의해 구동되는 교류 발전기(1)는 전기자 코일(armature coil ; 101)과 계자코일(field coil ; 102)로 구성된다. 정류기(2)는 교류 발전기(1)에서 나온 모든 출력 파형을 정류하여 정류된 출력을 (+) 단자(201)와 (-) 단자(202)를 통해 전송한다. 전압 조절기(3-1)는 교류 발전기(1)에서 나온 후 정류된 출력을 소정의 값이 되도록 제어한다. 외부 제어장치(4)는 차량의 동작상태를 나타내는 신호들을 이 장치에 부착된 여러 감지기 SE1∼SE4로 부터 수신하여 출력 명령 신호를 전압 조절기(3-1)로 전송한다.
축전지(5)는 교류 발전기(1)에서 정류기(2)를 통해 나온 출력으로 충전된다. 차량의 전기적 부하(6)에는 축전지(5)에서 부하 스위치(7)를 통해 나온 전력이 공급된다. 키스위치(8)를 닫으면 이 스위치를 통해서 전압이 축전지(5)에서 전압 조절기(3-1)의 정전압 회로 VS로 공급된다. 정전압 회로 VS에 의해 안정화된 전압 출력은 나중에 설명하겠지만, 축전지(5)의 전압에 대한 비교 기준전압(이하 "기준 전압")으로 사용된다. 전압 조절기(3-1)는 i) 축전지의 (+) 단자와 접지 사이에 직렬로 연결된 전압분배 저항 R3a, R3b 으로 구성된 직렬 회로 ⅱ) 전압분배 저항 R3b와 병렬로 연결되며 한쪽 끝이 접지에 연결되고 저항 R1 과 트랜지스터 Q4로 구성된 직렬 회로 ⅲ) 저항 R2와 트랜지스터 Q1으로 구성된 직렬 회로 ⅳ)커패시터 CA를 포함한다. 전압 조절기(3-1)는 또한 비교기 CP를 포함하는데, 비교기의 (+) 입력 단자는 전압분배 저항 R3a 와 R3b 의 중간점에 나타나는 발전기 출력 전압 VG의 분배된 전압 VA을 수신하고 (-) 입력 단자는 정전압 회로 VS에서 공급된 기준 전압 VC를 수신하여서 고레벨 또는 저레벨 비교 신호를 비교기의 출력 단자에 연결된 저항 R4를 통해서 발생한다.
트랜지스터 Q1 과 Q4 각각의 베이스에는 외부 제어장치(4)로부터 논리 신호가 공급되는데, 이 논리 신호의 레벨은 차량의 동작상태에 대응한다.
전압 조절기(3-1)는 또는 ⅰ) 외부 접속 단자를 통해서 정류기(2)의 (+) 단자와 (-) 단자 사이에 직렬로 연결되어 있는 저항 R5와 커패시터 CA가 직렬로 연결된 RC 직렬 회로로서 그 중간연결점이 비교기 CP의 출력 저항에 연결된 RC 직렬 회로 ⅱ) RC 직렬 회로의 중간점에서 나온 비교 신호를 수신하는 베이스를 갖는 트랜지스터 Q2의 콜렉터에 직렬로 연결된 저항 R6로 구성된 직렬 회로 ⅲ) 콜렉터 저항 R6과 베이스 사이에 걸리는 전압을 수신하는 베이스를 갖는 트랜지스터 Q3의 콜렉터에 연결된 다이오드 D1을 구비하는 직렬 회로를 더 구비한다.
다이오드 D1는 외부 접속 단자를 통해서 계자코일 (102)과 병렬로 접속되어서 계자코일(102)이 턴-오프(turn off) 되었을 때 발생하는 서지(surge)를 흡수한다. 외부 제어장치(4)는 본 발명과 거의 무관하기 때문에 그 설명은 생략한다.
이제, 위에서 기술한 종래 장치의 동작에 대해 설명한다.
차량의 운전자가 키스위치(8)를 돌려서 엔진을 시동하면, 축전지(5)의 전압이 점화 단자를 통해서 정전압 회로 VS로 공급되어서 기준전압 VC이 발생된다. 기준전압 VC는 비교기 CP의 (-) 입력 단자에 공급되고 (+) 입력 단자로 입력되는 발전기 출력전압 VG의 분배된 전압 VA와 비교된다.
전압 VA가 정전압 회로 VS에서 설정된 기준전압 VC보다 낮으면, 비교기 CP의 출력은 저레벨이 되어 트랜지스터 Q2의 베이스에 공급되고 트랜지스터 Q2는 턴-오프된다. 그래서, 그 다음에 있는 트랜지스터 Q3는 이 트랜지스터 Q3의 베이스에 연결된 저항 R6에 걸리는 전위로 턴-온된다.
트랜지스터 Q3가 턴-온되면, 정류기(2)의 (+) 단자와 계자코일(102), 트랜지스터 Q3, 접지를 지나가는 경로가 형성된다. 그래서 계자전류는 축전지(5)에서 교류 발전기(1)의 계자코일(102)쪽으로 흘러서 발전 동작이 시작된다. 엔진의 회전에 의해서 교류 발전기(1)의 회전 속도가 증가하고 나면, 정류기(2)의 (+) 단자에서의 발전기 출력전압 VG는 증가한다.
그 결과, 발전기 출력전압 VG을 저항 R3a, R3b로 분배한 분배전압 VA는 기준전압 VC보다 더 높아진다. 그래서 비교기 CP에서 나온 출력 레벨은 고레벨이 되고, 이 고레벨 출력을 트랜지스터 Q2의 베이스가 받기 때문에 트랜지스터 Q2는 턴-온된다. 트랜지스터 Q2가 턴-온되면, 트랜지스터 Q3가 턴-오프되어 계자전류가 흐르던 경로가 끊어져서 계자 전류가 감소하고 교류 발전기(1)에 의해 발생되는 전압 VG보다 감소한다.
발전기 출력전압 VG가 기준전압 VC이하로 떨어진 것을 비교기 CP의 출력에서 검출하면 트랜지스터 Q2는 다시 턴-오프 되고 트랜지스터 Q3는 다시 턴-온된다. 그래서, 계자전류가 흐르기 시작된다. 이렇게 계자전류의 턴-오프와 턴-온을 반복함으로써 발전기 출력전압 VG을 소정의 레벨로 제어하는 것이 가능하다. 그래서 교류 발전기(1)에 의해 충전된 축전지(5)의 전압을 거의 일정한 레벨이 되도록 제어하는 것이 가능하다.
그러나, 교류 발전기(1)가 엔진에 의해 동작되면, 발전기의 출력전력은 엔진부하를 줄이기 위해서 차량의 동작상태나 운행상태에 따라서 제어되어야 한다. 따라서 교류 발전기(1)의 출력전력을 제어하기 위해서는 발전기 출력전압이 엔진부하와 차량의 주행 속도에 따라 세가지 레벨로 전환된다. 세가지 레벨에는 발전기 출력전압이 제 1 소정의 값보다 낮은 저레벨과, 발전기 출력전압이 제 1 소정의 값보다 큰 제 2 소정의 값보다 높은 고레벨 및 발전기 출력이 제 1 소정의 값과 제 2 소정의 값 사이에 있는 중간 레벨이 있다.
만약, 발전기 출력이 보통의 레벨 즉, 중간 레벨보다 낮게 설정된다면, 외부 제어장치(4)는 트랜지스터 Q1과 Q4를 턴-오프시킬 신호를 베이스에 공급한다. 그래서 분배된 전압 VA는 전압분배 저항 R3a와 R3b의 저항값의 비에만 의존해서 다음 식으로 결정된다.
VA=VG(R3a/(R3a + R3b))
그래서, 교류 발전기(1)의 출력전압은 통상적인 레벨보다 낮은 레벨로 설정된다.
만약, 교류 발전기(1)의 출력전력이 통상 레벨로 설정되면, 외부 제어장치(4)는 트랜지스터 Q4를 턴-온시키는 신호를 베이스에 공급하고 트랜지스터 Q1의 베이스에는 트랜지스터 Q1을 턴-오프시킬 신호를 공급한다. 그 결과, 저항 R2가 전압분배 저항 R3b와 병렬로 접속되어서 분배된 전압 VA은 다음과 같아진다.
VA=VG((R2R3b)/(R2R3b + R3a))
여기서 R2R3b는 저항 R2와 R3b의 병렬 저항값이다. 그래서 발전기 출력전력은 통상 레벨로 맞춰진다.
만약, 교류 발전기(1)의 출력전력이 통상의 중간 레벨보다 높게 설정되면, 외부 제어장치(4)는 트랜지스터 Q4를 턴-온시킬 신호를 Q4의 베이스에 공급하고, 트랜지스터 Q1을 턴-온시킬 신호를 Q1의 베이스에 공급한다. 그 결과 저항 R1과 R2는 전압분배 저항 R3b와 병렬로 접속되어서 다음과 같이 분배된 전압 VA가 나타난다.
VA=VG((R1R2R3b)/(R1R2R3b + R3a))
여기서, R1R2R3b는 저항 R1, R2, R3b의 병렬 저항값이다. 따라서, 발전기 출력 전력은 통상의 중간 레벨보다 높게 설정된다.
그래서, 분배된 전압 VA의 레벨은 트랜지스터 Q1과 Q4의 베이스에 공급되는 신호의 논리("고레벨"이나 "저레벨")에 따라서 세가지 레벨 중 어느 한가지로 되므로, 발전기 출력 전력을 세가지 레벨 중 어느 한가지로 조정할 수 있다.
이러한 종래 장치에서는 직렬로 연결된 복수의 저항에 어떤 저항을 병렬로 접속하여 분배된 전압이 발전기의 출력전압 레벨을 바꾸도록 하여 축전지(5)를 전기적으로 충전시킬 전압을 조정하도록 발전기의 출력전력이 제어된다.
그러나, 전압을 분배하는 저항들 중 하나를 관련 트랜지스터의 턴-온에 의해 단락시킴으로써 분배된 전압을 바꾸고 결과적으로 발전기 출력전력을 조정하는 보다 간단한 회로 구성의 또 다른 장치를 사용할 수도 있다.
제19도는 이러한 장치로서 본 발명가가 알고 있는 장치의 구성도이다. 제19도에서는 제18도와 동일한 도면 부호는 동일한 구성요소를 나타낸다. 전압조절기(3-2)는 ⅰ) 축전지(5)의 (+) 단자와 접지 사이에 직렬로 연결되어서 전압분배 저항의 역할을 하는 저항(301, 302, 303) ⅱ) 한쪽이 접지되어 있는 저항(303)의 양쪽에 각각 연결되는 에미터와 콜렉터를 가지고, 외부 제어장치(4)에서 고레벨 또는 저레벨 신호를 받는 베이스를 가지는 트랜지스터 Q1a를 구비한다. 전압 조절기(3-2)는 또한 ⅰ) 음극이 전압분배 저항(301)과 (302)의 중간점에 연결되고, 분배전압 VA가 파괴전압(breakdown voltage)보다 커지면 전기적으로 전도성이 되는 제너 다이오드 ZD1 ⅱ) 베이스는 제너 다이오드 ZD1의 양극과 연결되고 에미터는 접지되며 콜렉터는 저항(304)을 통해 키스위치(8)의 출력 단자에 연결되는 트랜지스터 Q2를 구비한다.
전압 조절기(3-2)의 일부를 형성하는 트랜지스터 Q1a 의 베이스는 저항(300)을 통해 키스위치(8)의 출력 단자에 연결되는 반면에 트랜지스터 Q2의 콜렉터는 트랜지스터 Q3의 베이스에 연결된다. 엔진이 키스위치(8)에 의해 기동되면, 축전지(5)에서 트랜지스터 Q1a, Q3로 전류가 흘러서 트랜지스터 Q1a, Q3가 턴-온된다.
이제 이러한 장치의 동작에 대해서 설명한다. 키스위치 (8)가 닫혀서 엔진이 기동되면, 전류는 축전지(5)에서 전압 조절기(3-2)의 저항 (304)을 통해서 트랜지스터 Q3의 베이스 흐른다. 그래서, 트랜지스터 Q3가 턴-온되어 계자전류가 축전지(5)에서 계자코일(102)로 흐른다. 그 결과, 교류 발전기(1)는 전기적 전력을 발생할 수 있는 상태로 된다.
엔진이 기동되고 교류 발전기가 발전을 시작하면 정류기(2)의 (+) 출력 단자의 전압이 상승한다. 그래서 축전지(5)는 전기적으로 충전되어 전압이 올라간다. 외부 제어장치(4)의 트랜지스터(401)는 보통 고레벨 신호를 생성하기 때문에 전압조절기(3-2)의 트랜지스터 Q1a 는 도통상태로 되고 전압분배 저항(303)은 단락 회로로 된다.
축전지(5)의 (+) 단자와 (-) 단자에 걸리는 전압은 전압 분배 저항(301)과 (302)에 의해 생성된 분배전압 VA에 기초해서 검출된다. 축전지 전압이 상승해서 분배저항(301)과 (302)에 의해 나타나는 분배 전압을 제너 다이오드 ZD1의 파괴 전압보다 높게 상승시키면, 제너 다이오드 ZD1는 전기적으로 도통되어 트랜지스터 Q2의 베이스쪽으로 전류가 흐르고 트랜지스터 Q2가 턴-온된다.
축전지(5)의 전압이 소정 레벨이하로 떨어져서 분배 전압을 파괴 전압보다 낮게 감소시키면 제너 다이오드 ZD1은 비도통 상태로 되고 트랜지스터 Q2는 턴-오프된다. 그래서, 트랜지스터 Q3는 트랜지스터 Q2가 턴-온되느냐 턴-오프되느냐에 따라 턴-온되거나 턴-오프된다. 그 결과 계자코일(102)에 흐르는 전류는 반복적으로 턴-온, 턴-오프되어서 교류 발전기(1)의 출력 전력은 정상 레벨로 제어된다. 결국, 축전지(5)에 충전될 전압을 보통의 통상적인 레벨로 제어된다.
트랜지스터 Q1a가 턴-온된 상태에서 트랜지스터(401)가 차량의 운행 상태나 동작 상태를 감지하기 위한 여러 감지기에서 나온 신호 입력에 응답해서 저레벨 신호를 발생하면, 전압 조절기(3-2)의 트랜지스터 Q1a는 턴-오프되고 그래서 전압분배 저항(303)은 전압분배 저항(302)과 직렬로 접속되게 된다.
그 결과, 축전지(5)의 전압은 전압분배 저항(302, 303, 304)에 의해 검출된다. 축전지(5)의 전압은 보통 레벨보다 낮게 정해지기 때문에 축전지(5)에 충전될 전압은 보통 레벨보다 낮게 설정된다.
제19도에 도시한 장치는 축전지(5)의 전압이 (+) 단자에서부터 직렬 접속된 전압분배 저항의 한쪽 끝으로 도선을 통해 공급되어서 축전지의 충전 전압을 검출할 수 있도록 구성되어 있다. 그러나, 만약 사고나 부주의로 도선의 연결이 떨어지면 축전지(5)의 충전은 제어할 수가 없어서 과다 충전이 발생할 것이다.
이러한 도선의 끊김에 의한 축전지의 과다충전을 방지하는 회로를 구비한 장치 또한 본 출원의 발명자에게 알려진 것이다.
제20도는 이러한 장치를 설명하는 도면으로서, 제19도의 구성요소에 더해서 이 장치의 전압 조절기(3-3)는 축전지의 과다충전을 방지하는 회로를 포함하는데 이 회로는 ⅰ) 키스위치(8)와 이 스위치에 직렬 접속된 표시등(9)을 통해 축전지(5)의 (+) 단자와 접지 사이에 직렬로 연결되어 있는 전압분배 저항 (305)와 (306) ⅱ) 양극은 전압분배 저항 (305)와 (306)의 중간점에 연결되고 음극은 제너다이오드 ZD1의 음극에 연결된 다이오드 D3을 구비한다. 전압분배 저항 (305)와 (306)의 저항값은 축전지(5)에 충전될 전압이 약 15.6V까지 올라갔을 때 제너 다이오드 ZD1의 파괴전압이 다이오드 D3을 통해서 전압분배 저항 (305)와 (306) 사이의 중간점에 나타나도록 하는 값으로 설정된다. 정류기(2A)는 교류 발전기(1)의 초기 전력 발생 단계시에 계자전류를 계자코일(102)에 공급할 부단자(203)을 가진다.
제20도에 도시한 장치의 동작에 대해 설명한다. 키스위치(8)가 턴-온되었을 때, 축전지(5)에서 저항(304)을 통해 트랜지스터 Q3 쪽으로 전류가 흘러서 트랜지스터 Q3가 턴-온된다. 그 결과 계자전류가 계자코일(102)에 공급되어 표시등(9)이 켜진다.
엔진이 기동되고 교류 발전기(1)가 발전을 시작하면, 부단자(203)의 전압은 축전지(5)의 전압 레벨과 실질적으로 같아서 표시등(9)이 꺼진다. 동시에, 충전전류가 정류기(2)의 (+) 단자(201)에서 축전지(5)쪽으로 흘러서 축전지(5)가 전기적으로 충전된다. 또한 전력은 정류기(2)에서 부하 스위치(7)를 거쳐 부하(6)로 공급된다. 외부 제어장치(4)의 트랜지스터(401)는 비도통상태에 있기 때문에 저항(300)을 통해서 부단자 (203)에서 트랜지스터 Q1a의 베이스쪽으로 전류가 공급되어 트랜지스터 Q1a는 도통 상태로 된다. 그래서 축전지 전압에 대한 분배전압 VA는 저항 (301)과 저항(302)의 저항비에 기초해서 정해진다.
분배전압 VA이 위에서 설명한 것처럼 결정되면, 이 분배전압 VA에 기초해서 결정되는 차단 전압(offset voltage)은 다이오드 D3을 통해서 제너 다이오드 ZD1의 음극으로 공급된다. 교류 발전기(1)가 발전을 시작함에 따라 교류 발전기 (1)의 중전전압 또는 출력전압은 증가해서 축전지(5)의 전압 검출 단자(즉, (+) 단자)의 전위를 예컨대 제21도에 도시한 것처럼 약 14.4V로 상승한다. 동시에, 분배된 전압 VA가 증가하여 제너 다이오드 ZD1의 파괴 전압에까지 도달한다.
그 결과, 제너 다이오드 ZD1는 전기적으로 도통상태로 되어 트랜지스터 Q2를 턴-온시키고 Q3를 턴-오프시킨다. 그래서 계자코일(102)로 공급되는 계자전류는 차단된다. 이러한 계자전류의 차단은 교류 발전기(1)의 발전을 중단시켜서 축전지(5)의 과다충전을 방지시킨다. 그 다음에, 축전지(5)의 전압이 소정 레벨, 예컨대 14.4V 아래로 내려가면, 트랜지스터 Q2는 턴-오프되고 트랜지스터 Q3는 턴-온되어서 교류 발전기(1)는 발전을 재개하여 축전지(5)의 충전을 시작한다.
축전지(5)에 대한 아무런 정기적 부하도 필요로 하지 않고 교류 발전기(1)의 전압을 약 12.8V로 조정하려고 할 경우에는 외부 제어장치(4)의 트랜지스터(401)가 도통되어 트랜지스터 Q1을 턴-오프시킨다. 그 결과 전압분배 저항(303)은 전압분배 저항(302)과 직렬로 접속되어서 축전지전압의 전압 분배비가 증가한다. 따라서, 제너 다이오드 ZD1에 대한 차단전압이 증가하고, 그래서 교류 발전기(1)의 출력전력을 증가시킨다.
그러면, 축전지(5)에 충전될 전압은 약 12.8V로 증가했을 때 제너 다이오드 ZD1은 전기적으로 도통상태로 된다. 그 결과 트랜지스터 Q2가 턴-온되고 그 다음에 있는 트랜지스터 Q3는 턴-오프되어 계자전류를 차단시켜서 교류 발전기(1)는 발전을 중단하여 발전기 출력전력을 12.8V로 조정하게 된다. 외부 제어장치(4)의 트랜지스터(401)의 출력을 반복적으로 턴-온, 턴-오프시킴으로써 축전지(5)에 충전시킬 전압을 제 21 도에 도시한 것처럼 12.8V나 14.4V로 조정하는 것이 가능하다.
이상에서 설명한 장치들은 다음과 같은 단점을 가진다.
첫째, 제 18 도에 도시된 장치에서는 접지 회로에서의 전압강하가 교류 발전기(1)의 조정전압에 미치는 영향을 없애야 할 필요성 때문에 전압 조절기(3-1)와 정류기(201)는 모두 일반적으로 교류 발전기(1)와 합체되거나 일체형으로 형성된다. 그래서, 외부 제어장치(4)에서 전압 조절기(3-1)로 제어신호를 공급하기 위해서는 전압 조절기(3-1)내의 트랜지스터 Q1과 Q4의 각각의 베이스에서 외부 제어장치(4)와 연결되도록 연장되는 두개의 도선이 필요하다. 따라서, 두개의 도선을 연결시키기 위한 단자도 두개가 필요하다. 그래서 두 도선을 두 단자에 연결시키는데에 신뢰성이 요구되어서 도선공정이 복잡해지고 장치의 전체 제조비용이 증가하게 된다.
두번째 단점은, 제 19 도에 도시한 장치에서, 발전기의 출력전압은 외부 제어장치(4)에서 전압 조절기(3-2)로 공급되는 제어신호의 레벨이 고레벨이냐 저레벨이냐에 따라 보통 레벨과 이 보통 레벨보다 낮은 저레벨로 구성된 두가지 레벨로만 조정될 수 있기 때문에 교류 발전기(1)의 출력전압을 차량의 동작 상태나 운행상태에 정확하게 대응하도록 미세하게 조정하는 것이 불가능하다.
또 다른 단점은, 제20도에 도시한 장치에서, 교류 발전기(1)의 조정전압, 즉 목표전압은 전기적 부하가 필요없거나 연결되지 않았을 때 14.4V의 보통 레벨에서 12.8V의 저레벨로 절환되어서 엔진에 가해지는 교류 발전기(1)의 부하가 줄어들고 연료소비가 향상된다. 하지만, 이 경우 14.4V의 보통 레벨에서 12.8V의 저레벨로 조정전압 또는 목표전압이 빨리 바뀌는 것에 의해 교류 발전기(1)의 출력전압을 순간적으로 감소한다. 엔진에 미치는 교류 발전기(1)의 부하의 이러한 순간적인 감소로 인해서, 엔진의 회전속도가 갑자기 빨라진다는 또 다른 문제점이 생긴다.
한편 전력 발생의 증가라는 조건을 충족시키기 위해서 조정전압이나 목표전압울 12.8V에서 14.4V로 복원할 때, 목표 전압이 또한 빨리 절환되어서 교류 발전기(1)를 구동시키는 데에 필요한 엔진 토오크도 또한 순간적으로 증가한다. 그래서 엔진에 걸리는 교류 발전기(1)의 부하도 순간적으로 증가해서 엔진의 회전속도가 갑자기 떨어진다는 문제가 발생한다. 결과적으로 엔진의 동작이 불안정하게 된다.
발명의 요약
본 발명은 앞에서 얘기했던 장치들의 이러한 문제점들을 극복하고자 하는 것이다.
본 발명의 목적은 제어장치에서 전압 조절기로의 도선 연결이 단 하나의 리드선을 사용해서 간단하고 쉽게 실행될 수 있어서 도선연결의 효율이 높아지고 제조비용이 줄어든 차량용 교류 발전기의 출력 제어장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 제어장치에서 전압 조절기로 공급되는 제어신호(듀티신호 등등)의 레벨(듀티비)에 따라서 교류 발전기의 출력전압을 보통 레벨에서 다른 레벨로 또는 그 반대로 조정하는 것이 엔진동작에 나쁜 영향을 미치지 않고 부드럽게 이루어지는 차량용 교류 발전기의 출력전압 제어장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 발전기 출력전압을 원하는 값으로 미세하게 조정하기 위해서 제어장치의 제어신호의 레벨 변화에 따라서 교류 발전기의 출력전력을 선형적으로 제어할 수 있는 차량용 교류 발전기의 출력 제어장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 교류 발전기 출력 제어장치는 계자코일을 가지며 충전시킬 축전지(battery)에 접속되는데, 이 제어장치는 ⅰ) 교류 발전기가 설치되는 차량의 동작조건을 감지하고 이에 대응하는 출력신호를 발생하는 감지수단 ⅱ) 축전지와 감지수단에 연결되고 감지된 차량의 동작조건에 대응하는 튜티율을 갖는 제어신호를 발생하는 제어장치 ⅲ) 축전지와 제어장치에 연결되고 축전지의 출력전압을 검출하며 축전지에서 계자코일로 공급되는 계자전류의 턴-온/턴-오프를 검출된 축전지전압에 따라서 제어함으로써 교류 발전기의 출력전압을 제어장치에서 전압 조절기로 공급된 제어신호의 듀티비에 따라서 결정되는 레벨로 맞추는 전압 조절기를 구비한다.
교류 발전기에 대한 조정전압은 제어장치에서 공급된, 차량의 운행상태에 대응하는 제어신호의 듀티비에 따라 설정되기 때문에, 조정전압에 대한 여러 정보들은 하나의 신호선을 통해서 제어장치로부터 제공될 수 있다. 그래서 배선을 개선하게 할 수 있고 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 양호한 실시예 형태에서 전압 조절기는 제어 신호의 튜티율을 결정하고 이 결정에 따라서 교류 발전기의 출력 전압을 조정값으로 맞추는 튜티율 결정회로를 구비한다.
본 발명의 또 다른 실시예 형태에서 제어장치는 교류 발전기의 출력전압을 최적화하여 차량의 감지된 동작조건에 적합한 제어신호를 발생하며, 전압 조절기는 교류 발전기의 출력 전압을 이러한 제어신호에 대응하는 값으로 설정하는 설정회로를 구비한다.
제어장치에서 나온 제어신호의 레벨이 어떻게 결정되느냐에 따라 조정전압에 대한 정보를 지정하여 조정전압을 소정값으로 설정함으로써 교류 발전기의 출력전압은 넓은 범위에서 조정될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서 듀티비 결정회로는 제어 신호의 듀티비를 전압 조절기에 의해 기준전압과 비교되는 대응 전압으로 변환시킨다.
제어신호의 듀티비를 대응신호로 변환함으로써, 그리고 교류 발전기의 조정전압을 반전된 전압과 설정될 기준전압과의 편차에 따라 절환함으로써 기준전압을 원하는 값으로 설정해서 조정전압을 임의로 바꿀 수 있다. 그래서 조정전압의 절환 및 설정은 쉽게 달성된다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 설정회로는 전원과 접지 사이에 직렬로 접속된 복수의 저항을 가져서 제어장치에서 나온 제어신호와 비교될 전압 분배율을 조정함으로써 교류 발전기의 출력전압을 바꾸는 전압분배 회로를 구비한다.
그래서, 조정값은 전압분배 회로의 직렬 접속 저항들을 이들의 저항값을 바꾸는 것에 의해서 쉽게 절환될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서 전압 조절기는 ⅰ) 제어 장치에서 전압 조절기로 공급되는 제어신호의 레벨이 제 1 소정 레벨보다 낮은 제 1 레벨인지, 아니면 제 2 소정 레벨보다 높은 제 2 레벨인지 또는 제 1 소정 레벨과 제 2 소정 레벨 사이에 있는 제 3 레벨인지를 결정하는 신호 레벨 결정수단 ⅱ) 이러한 신호 레벨 결정수단의 결정에 따라서 교류 발전기의 출력전압을 최소한 두 레벨 사이에서 절환하는 절환 수단을 구비한다. 그래서 조정전압을 외부에서 조정장치를 통해 쉽게 조절하는 것이 가능하다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 신호 레벨 결정수단은 제어신호가 제 1 레벨이거나 제 2 레벨일 때 교류 발전기의 출력 전압을 보통의 소정 레벨이 되도록 제어하고 제어신호가 제 3 레벨일 때에는 교류 발전기의 출력전압을 제어신호의 레벨변화에 따라서 변화하는 가변 레벨이 되도록 제어한다. 그래서, 교류 발전기의 조정 전압을 미세하게 설정하는 것이 가능하다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 신호 레벨 결정수단은 제어신호가 제 1 레벨일 때에는 교류 발전기의 출력전압을 제 1 보통의 소정 레벨이 되게 제어하고, 제어신호가 제 2 레벨일 때에는 교류 발전기의 출력전압을 제 2 보통의 소정 레벨이 되게 제어하며, 제어신호가 제 3 레벨일 때에는 교류 발전기의 출력 전압을 제어신호의 레벨 변화에 따라 변하는 가변 레벨이 되게 제어한다. 이러한 구성에 의하면 조정전압을 미세하게 설정할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 제어장치에서 공급된 제어신호는 가변 주파수로 구성된 주파수 신호 형태이고, 전압 조절기는 이 주파수 신호를 대응전압으로 바꾸는 변환수단을 더 구비한다. 이렇게 구성하면 제어신호에 미치는 잡음의 영향은 제어신호의 주파수를 증가시켜서 줄일 수 있게 된다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 전압 조절기는 교류 발전기의 조정전압을 제어장치에서 전압 조절기로 공급되는 제어신호의 레벨에 따라서 최소한 4 단계로 바꾼다.
본 발명의 또 다른 실시예에서 제어신호의 레벨은 전압 조절기에 대한 기준전압을 교류 발전기의 출력전압의 단계의 수에 대응하는 복수의 단계로 바꿀 수 있도록 정해진다.
제어신호의 듀티비를 대응전압으로 바꿈으로써, 그리고 조정전압을 변환된 전압과 설정될 기준전압 사이의 편차에 따라서 조정함으로써 조정전압 역시 기준전압을 설정하여 임의로 설정될 수 있다. 그래서 조정전압의 절환 및 설정은 쉽게 달성된다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 이 장치는 제어신호의 레벨을 검출하는 복수의 검출수단과, 이 검출수단에서 검출한 제어신호의 논리를 결정하여 기준신호의 레벨을 이 결정에 일치하도록 절환하는 논리 결정수단을 더 구비한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서 전압 조절기는 교류 발전기의 출력전압의 상한값과 하한값을 결정하는 결정수단과, 교류 발전기의 출력전압을 이 결정수단에 의해 정해진 상한값과 하한값 사이에서 절환하는 절환수단 및 상한값과 하한값 사이의 절환을 원할하게 하는 수단을 더 구비하는데, 여기서 교류 발전기에 대한 조정전압을 제어장치의 제어신호에 따라 선형적으로 제어된다. 따라서 조정전압은 제어신호의 주파수 제어에 의해 선형적으로 변할 수 있으며 이것은 간단한 구성으로 실현된다.
본 발명의 또 다른 실시예에서 제어장치는 제어신호와, 교류 발전기가 아무런 전기적 부하에 연결되지 않고 차량의 엔진이 헛돌고 있는 공회전 모드에서 차량이 운행되고 있는지, 교류 발전기가 일정한 전기적 부하에 전기적으로 연결되어 있는 일정 전기부하 운전 모드에서 운행되는지 또는 교류 발전기가 높은 전기적 부하에 연결되는 고부하 운전 모드에서 운행되는지에 따라 결정되는 제어신호의 듀티비를 발생한다.
[양호한 실시예에 대한 설명]
본 발명의 실시예에 대해서 도면을 참조로 설명한다.
도면에서 제18도 - 제20도에 도시한 것과 동일한 도면부호는 동일한 또는 대응하는 소자들을 나타낸다.
[제 1 실시예]
제1도는 본 발명의 제1실시예에 의한 것으로서, 교류 발전기의 출력을 제어하는 장치를 설명한다. 제1도에서, 전압 조절기(3A)는 트랜지스터 Q1을 구비하는데, 이 트랜지스터 Q1는 교류 발전기(1)의 전력발생을 제어장치(4)의 트랜지스터(401)에서 전송된 듀티 신호에 응답해서 반복적으로 턴-온, 턴-오프하여 튜티율을 0%∼100% 로 조정되는 튜티 결정회로의 역할을 한다. 전압 조절기(3A)는 또한 ⅰ) 한쪽 끝은 제어 다이오드 ZD2의 음극(양극은 접지)과 연결되고 다른쪽 끝은 키스위치(8)를 통해 축전지(5)의 (+) 단자에 연결되는 동작저항(operational resistor : 306), ⅱ) 한쪽 끝은 제너 다이오드 ZD2와 동작저항(306)과의 연결점에 접속되고 다른쪽 끝은 방전 저항(308)을 통해 트랜지스터 Q1의 콜렉터에 접속되는 충전 저항(307), ⅲ) 한쪽 끝은 방전저항(308)과 충전저항(307) 사이에 연결되고 다른쪽 끝은 트랜지스터 Q1의 에미터와 함께 접지되는 커패시터 CA를 구비한다. 여기서 주목할 점은 제어 장치(4)는 차량과 같은 차량의 내부 연소엔진의 공회전동작, 일정 전기부하 동작, 고전기부하 동작을 다양한 감지기(도시 아니함)에 의해 검출하고 이렇게 검출된 차량의 동작상태 또는 운행상태에 대응하는 듀티비를 표시하는 듀티 신호를 발생한다는 것이다.
커패시터 CA는 트랜지스터 Q1이 턴-온되었을 때 방전 저항(308)을 통해 전력을 방전한다. 트랜지스터 Q1이 턴-오프 되었을 때 커패시터 CA는 충전저항(307)을 통해 전기적으로 충전된다. 방전전압과 충전전압은 점 A에 나타난다. 제너 다이오드 ZD2는 고정-전압 장치로서 축전지(5)의 전압을 일정한 값, 예컨대 7V가 되게 한다.
전압 조절기(3A)는 또한, 기준 전압으로 사용되는 커패시터 CA의 점 A에서의 전압(중전전압)과 교류 발전기(1)의 출력전압을 비교하여 교류 발전기(1)에 대한 조정전압 또는 목표 전압을 설정하는 조정된 -전압 설정회로도 구비한다. 조정전압 설정회로는 제너 다이오드 ZD2에 의해 얻어진 일정 전압을 나누어서 점 B와 점 C에서 두 레벨의 분배전압을 발생하는 복수의 전압분배 저항(310-312)를 구비한다.
또한 전압 조절기(3A)는 조정전압 절환회로를 구비하는데 이 회로는 ⅰ) (+) 입력 단자는 점 C의 분배전압을 받고 (-) 입력 단자는 점 A의 전압을 받는 비교기 CP1. ⅱ) (+) 입력 단자는 A점의 분배전압을 받고 (-) 입력 단자는 B 점의 분배 전압응 받는 비교기 CP2, ⅲ) 부단자(203)와 접지 사이에 직렬로 연결된 복수의 전압분배 저항(313-316)으로 구성된다.
제너 다이오드 ZD1의 음극은 전압분배 저항(313)과 (314)의 연결점과 연결되고, 비교기 CP1의 출력 단자는 전압 분배 저항(314)과 (315)의 연결점과 연결되며, 비교기 CP2의 출력 단자는 분배저항 (315)와 (316)의 연결점과 연결된다.
비교기 CP1과 CP2에 의한 비교의 결과를 나타내는 출력에 따라서 전압분배 저항(314, 316) 각각은 단락회로가 되게 제어되어서 제너 다이오드 ZD1의 분배된 전압이 변한다.
다음은 동작에 대해서 설명한다. 키스위치(8)가 닫히면 엔진이 기동되어 교류 발전기(1)가 제19도의 장치와 마찬가지로 전력발생을 시작한다. 그래서 부단자(203)에서의 출력전압이 증가한다. 표시등(9)의 양쪽 단자에서의 전압이 같아지면, 표시등(9)이 턴-오프되어 전력의 정상 발전이 표시된다. 교류 발전기(1)의 출력전압이 더욱 더 증가하면 부단자(203)에서의 출력전압이 증가한다. 그래서 제너 다이오드 ZD1는 전압분배 저항(313-316)에 의해 생기는 점 D 에서의 분배전압에 의해 전기적으로 도총되어서 트랜지스터 Q2가 턴-온된다.
그 결과, 트랜지스터 Q3가 턴-오프되어 계자코일 루프가 차단되고 교류 발전기(1)의 계자코일(1020로 공급되는 계자전류가 감소한다. 계자전류의 감소로 인해 교류 발전기(1)의 출력전압이 줄어들어서 축전지(5)에 충전될 전압은 분배된 전압의 설정값에 의해 정해지는 값으로 조정된다. 즉, 교류 발전기(1)의 출력 전압은 보통 상태일 때는 전압분배 저항(313-316)의 분배전압에 의해 결정되는 값으로 조정된다.
교류 발전기(1)에 대한 조정전압 또는 목표전압을 전압분배 저항(313-316)에 의해 결정된 분배전압에 따라 앞에서 설명한 것처럼 제어하는 동안에, 제어장치(4)는 차량의 운행상태나 동작 상태를 여러가지 감지기에 의해 검출하고 트랜지스터(401)를 턴-온시켜서 듀티비를 0% 에서 100% 로 바꾸는 신호(이하 "두티 신호"라함)를 전압 조절기(3A)로 보내서 차량의 운행상태에 대응하는 발전기 조정전압을 지정한다.
듀티 신호를 받는 트랜지스터 Q1는 듀티비에 해당하는 주파수로 반복적으로 턴-온, 턴-오프되어서 트랜지스터 Q1이 턴-오프되었을 때 충전전류가 충전저항(307)을 통해 커패시터 CA쪽으로 흐르도록 한다. 트랜지스터 Q1이 턴-온되었을 때는 축전지(5)의 충전된 전압이 방전저항(308)과 트랜지스터 Q1을 통해 방전된다. 커패시터 CA는 위에서 설명한 대로 충전과 방전을 반복하여 점 A 에서의 전압은 제어장치(4)에서 나온 제어신호의 듀티비와 비례하는 레벨로 된다.
전압분배 저항(310, 311, 312)은 제너 다이오드 ZD2에 의해 안정화된 발전기 출력전압을 분배하여 전압분배 저항 (310)과 (311) 사이의 연결점에서의 분배전압과 전압분배 저항 (311)과 (312) 사이의 연결점에서의 분배전압을 각각 비교기 CP1과 CP2에 대한 기준전압으로 만든다. 비교기 CP1은 듀티비에 따라 변하는 점 A 에서의 전압과 점 C 에서의 전압을 비교하며, 비교기 CP2는 점 A에서의 전압과 점 B 에서의 전압을 비교한다.
교류 발전기(1)의 출력전압이 제어장치(4)의 듀티신호에 응답해서, 그리고 비교기 CP1과 CP2의 출력에 따라 통상 레벨 (예컨대, 14.4V)로 조정되면 듀티비는 약 27.3% 로되고 트랜지스터 Q1이 턴-온, 턴-오프되어 커패시터 CA를 전기적으로 충전시킨다. 그래서 점 A의 전압이 점 B의 전압보다 작아지는 관계가 유지되어 비교기 CP1의 출력은 고레벨로 상승하고 비교기 CP2의 출력은 저레벨로 낮아진다.
따라서 전압분배 저항(316)은 단락회로로 된다. 그 결과 전압 분배 저항(313-315)의 저항값에 기초해서 결정되는 점 D의 분배전압은 발전기 출력전압이 통상 레벨(예컨대, 14.4V)로 되었을 때 제너 다이오드 ZD1이 전기적으로 도통되는 값으로 설정된다.
발전기 출력전압이 통상 레벨보다 낮은 레벨(예컨대, 12.8V)로 조정되었을 때, 듀티비는 약 100%로 되고 따라서 트랜지스터 Q1이 턴-오프되어 커패시터 CA를 충전저항(307)을 통해 충전시킨다. 그래서 점 B의 전압은 점 C의 전압보다 낮은 점 A의 전압보다 낮아지는 관계가 설정되어 비교기 CP1과 비교기 CP2의 출력레벨을 고레벨로 바꾼다. 그 결과 전압분배 저항(313-316)은 정상동작하여 이 저항(313-316)의 값에 따라 결정되는 점 D의 분배전압은 발전전압이 통상 레벨보다 낮은 레벨(예컨대, 12.8V)로 되었을 때 제너 다이오드 ZD1가 전기적으로 도통되는 값으로 설정된다.
발전기 출력전압이 통상 레벨보다 높은 레벨(예컨대, 15.0V)로 조정되었을 때, 튜티율은 약 0%로 되고, 그래서 트랜지스터 Q1은 턴-온되고 커패시터 CA는 방전저항(308)을 통해 방전된다. 그래서 점 C의 전압이 점 A의 전압보다 낮아져서 비교기 CP1의 출력레벨을 저레벨로 바꾸고 비교기 CP2의 출력레벨을 고레벨로 바꾼다. 그 결과 전압분배 저항(315, 316)은 단락회로로 되어서, 저항(313, 314)의 저항값에 기초해서 정해지는 점 D의 분배전압은 발전기 출력전압이 통상 레벨보다 높은 레벨(예컨대, 15.0V)로 될 때 제너 다이오드 ZD1이 전기적으로 도통되도록 하는 값으로 설정된다. 그래서 교류 발전기(1)의 조정 전압을 세가지 단계로 설정할 수 있는 신호를 제어장치(4)에서 전압 조절기(3A)쪽으로 하나의 전송선만 사용해서 전송하는 것이 가능하다.
여기서, 한가지 주목할 점은 제어장치(4)는 보통 차량의 운전자가 앉는 실내공간에 설치되지만 전압 조절기(3A)에 합체되는 교류 발전기(1)는 엔진 공간에 설치된다는 것이다. 그래서 제어장치(4), 교류 발전기(1) 및 전압 조절기 (3A)는 서로 다른 접지 전위를 가져서 제어장치(4)를 통한 전압 조절기(3A)의 제어에 영향을 미친다. 이 실시예는 제어장치(4)에서 전압 조절기(3A)로 전송되는 듀티 신호가 트랜지스터 Q1의 베이스에 직접 전달되도록 구성되어서 위의 영향을 제거할 수 있다.
[제 2 실시예]
비록 제1실시예는 교류 발전기(1)의 조정 또는 목표 전압이 세가지 레벨 즉, 통상 레벨보다 낮은 제1레벨, 통상 레벨에 해당하는 제 2 또는 중간 레벨, 통상 레벨보다 높은 제3레벨로 설정되지만, 교류 발전기(1)의 출력전압을 미세하게 제어하기 위하여 발전기 출력전압을 제1레벨에서 제3레벨까지 선형적으로 설정할 수도 있다.
제2도는 이러한 기능을 갖는 본 발명의 제2실시예를 도시한다. 제2도에서 전압 조절기(3B)는 동작저항(318), 제너 다이오드 ZD3, 베이스 저항(327), 충전저항(321), 방전저항(322)을 구비하는데 이것들은 모두 제 1 도의 동작저항(306), 제너 다이오드 ZD2, 베이스 저항(300), 충전저항(307), 방전저항(308)에 각각 대응한다.
전압 조절기(3B)는 이러한 구성품을 이외에 ⅰ) 축전지(5)의 전압 검출 단자와 접지 사이에 직렬로 연결된 복수의 전압 분배 저항(319, 320), ⅱ) 전압분재 저항(310-312)에 직렬로 접속되고 비교기 CP1과 CP2의 기준전압을 설정하기 위한 전압 분배 저항(317), ⅲ) 발전기 출력전압에 따라 변하는 점 F의 전압과 전압분배 저항 (310-312)의 저항값에 기초해서 결정되는 점 E의 기준전압을 비교해서 교류 발전기(1)의 조정전압을 제어하는 비교기 CP3로서 점 F의 전압이 점 E의 전압보다 높은 때에는 다이오드 D5를 통해서 트랜지스터 Q3에 저레벨 신호를 공급해서 트랜지스터 Q3를 턴-오프시키는 기능을 하는 CP3를 구비한다. 전압 조절기(3B)는 또한 조정전압 또는 목표전압을 제어장치(4)에서 나온 외부 제어신호에 따라서 제어하는 비교기 CP4를 포함하는데, 비교기 CP4는 점 F의 전압과 듀티 신호의 듀티비에 따라 설정되고 갱신되는 점 A의 전압을 비교하는 역할을 한다. 만약, 점 F의 전압이 점 A의 전압보다 높으면 비교기 CP4는 저레벨 신호를 다이오드 D6을 통해 트랜지스터 Q3에 공급해서 트랜지스터 Q3를 턴-오프시킨다.
전압 조절기(3B)는 또한 ⅰ) 비교기 CP1과 CP2의 출력 레벨이 고레벨일 때는 베이스 저항(326)을 통해서 고레벨 신호를 수신해서 턴-온되어 콜렉터에 접속된 비교기 CP3의 출력을 에미터를 통해 접지로 흘려 보내는 트랜지스터 Q4, ⅱ) 양극은 비교기 CP4의 출력 단자에 연결되고 음극은 (+) 방향으로 풀-업 (pull-up)되는 비교기 CP1과 CP2의 출력 단자에 연결되는 다이오드 D4로서 비교기 CP1, CP2의 룰력 레벨이 고레벨일 때는 전기적으로 도통상태가 되어 CP4의 출력을 무효화시키는 다이오드 D4, ⅱ) 비교기 CP1∼CP4의 출력 단자의 레벨을 (+) 방향으로 풀-업 시키는 복수의 전원 풀-업 저항(323∼325)을 구비한다.
이 실시예의 동작에 대해서 설명한다. 제 1 실시예와 마찬가지로, 키스위치(8)가 닫혀서 제너 다이오드 ZD3의 활성화에 의해 발생된 일정한 전원 전압을 각각의 전원 단자 A에 인가한다. 그래서 전압분배 저항(310, 311, 317, 312)가 직렬로 연결되어 있는 점 C, E, B 에서 발생된 분배 전압들은 기준 전압이 되어서 비교기 CP1, CP2, CP3로 공급된다. 이 실시예에 대해서 구체적으로 설명하기 전에 비교기 CP1, CP2의 동작에 대해 먼저 설명한다. 비교기 CP1과 CP2는 점 A의 전압을 점 C와 점 B의 기준 전압들과 비교한다. 즉, 점 A의 전압이 점 B의 전압보다 낮을 때는 비교기 CP2의 출력이 저레벨로 되고 비교기 CP1의 출력은 고레벨로 된다. 점 B의 전압이 점 A의 전압보다 낮고 다시 점 C의 전압보다 낮아지면, 비교기 CP1, CP2의 출력레벨이 고레벨로 된다. 점 B의 전압이 점 A의 전압보다 낮으면 비교기 CP1의 출력레벨은 저레벨로 되고 비교기 CP2의 출력은 고레벨로 된다.
비교기 CP1의 출력레벨 및/또는 비교기 CP2의 출력 레벨이 저레벨이 되면, 제어장치(4)에서 공급된 제어신호의 레벨에 대응하는 전압을 기준 전압으로 하는 비교기 CP4의 출력은 무효화 또는 디스에이블된다. 한편, 통상 전압을 제어하기 위한 비교기 CP3의 출력은 그 기준전압을 전압분배 저항(310∼312, 317)에 의해 나타나는 분배 전압으로 하며 유효화 또는 인에이블된다. 만약, 비교기 CP1과 CP2의 출력이 모두 고레벨이면 트랜지스터 Q4는 전기적으로 도통되어 비교기 CP3의 출력을 디스에이블시키고 비교기 CP4의 출력을 인에이블 시킨다.
이러한 동작상태에서, 만약 제어장치(4)에서 전압 조절기(3B)로 공급될 듀티신호의 듀티비가 0% 에서 점 A의 전압 레벨이 점 B의 전압 레벨로 상승하는 값, 즉 제 1 소정값까지의 범위로 설정된다면, 방전저항이 이러한 설정 범위내에 있는 동안에 점 A의 전압은 점 B의 전압보다 낮게 되는 관계가 설정된다. 그 결과 비교기 CP2의 출력은 저레벨이 되고, 비교기 CP1의 출력은 고레벨로 된다.
듀티 신호의 듀티비가 점 A에서의 전압이 점 C에서의 전압으로 되는 값 즉, 제 2 소정 값에서부터 100%까지의 범위로 설정되는 경우에는, 듀티비가 이러한 범위내로 설정되어 있는 기간동안에 점 C 에서의 전압이 점 A 에서의 전압보다 낮은 관계가 설정된다. 그래서 비교기 CP2의 출력의 레벨은 고레벨이 되고, 비교기 CP1의 출력은 저레벨이 된다.
그 결과, 비교기 CP4의 출력은 디스에이블되는 반면에, 비교기 CP3의 출력은 다이오드 D5를 통해 트랜지스터 Q3로 공급된다. 발전기 출력 전압이 14.4V의 통상 레벨에 도달하지는 못하지만 점 E 에서의 전압이 점 F 에서의 전압보다 높은 관계가 유지되는 동안에는 트랜지스터 Q3는 턴-온되어서 계자전류가 계자코일에 공급되어 축전지(5)를 충전시키는 교류 발전기의 발전동작이 계속된다. 교류 발전기(1)의 출력 전압이 14.4V로 증가하면 비교기 CP3의 출력레벨은 저레벨이 되고 트랜지스터 Q3는 턴오프된다. 그래서 계자전류는 감소하여 발전기의 출력전력이 줄어든다.
점 B 에서의 전압이 점 A 에서의 전압보다 낮고 또 점 C 에서의 전압보다도 낮은 경우에는 비교기 CP1과 CP2의 출력이 저레벨로 된다. 그래서, 트랜지스터 Q4는 턴온되고 비교기 CP3의 출력은 디스에이블되며, 비교기 CP4의 출력은 다이오드 D6을 통해 트랜지스터 Q3으로 공급된다. 그래서, 듀티 신호의 듀티비가 점 C 에서의 전압레벨을 점 B 에서의 전압보다 높은 고레벨에서 점 C 에서의 전압레벨로 바꾸도록 변할 때, 이러한 듀티비에 대응하는 점 A 에서의 전압이 비교기 CP4의 (+) 입력 단자로 공급된다. 그 결과 교류 발전기(1)의 출력 전압에 비례하는 점 F 에서의 전압이 비교기 CP4의 (-)입력 단자로 공급된다.
발전기 출력전압에 비례하는 점 F 에서의 전압레벨이 현재 듀티비에 해당하는 점 A 에서의 전압레벨에 도달하면, 비교기 CP3는 저레벨의 전압을 트랜지스터 Q3에 공급하여 트랜지스터 Q3는 턴오프된다. 만약, 듀티비가 바뀌어서 점 A 에서의 전압레벨이 바뀌면, 비교기 CP3는 점 F 에서의 전압이 이러한 바뀐 듀티비에 해당하는 점 A 에서의 전압레벨에 도달할 때 저레벨 신호를 트랜지스터 Q3로 공급한다. 그래서 교류 발전기(1)의 조정전압을 임의의 값으로 조정하는 것이 가능하다.
[제 3 실시예]
앞에서 설명한 제2실시예는 듀티 신호의 듀티비에 따라 결정되는 점 A 에서의 전압이 제1소정 값보다 낮거나 제2소정 값보다 높은 경우에는 교류 발전기(1)의 출력전압이 통상 레벨과 동일하도록 제어된다. 그러나, 제5도에 나타낸 특성도에서 보는 바와 같이 또 다른 구서을 사용할 수도 있는데, 여기서는 제1통상 레벨(약 14.4V)은 발전기 출력 전압이 제1소정 값보다 낮을 때 실현되고, 제2통상 레벨(약 14.2V)은 발전기 출력전압이 제2소정 값보다 높을 때 실현되며, 조정 전압은 발전기 출력전압이 제1소정 값과 제2소정 값 사이에 있는 경우에 임의로 설정된다. 그 결과, 교류 발전기(1)의 출력 전압은 좀 더 미세하게 조정될 수 있다.
제4도는 이러한 기능을 갖는 본 발명의 제3실시예이다. 제4도에서는 제2도에서 사용한 도면부호와 동일한 것은 동일한 또는 대응하는 구성요소를 나타낸다. 이 실시예에서 전압 조절기(3C)는 제2도의 전압 조절기(3B)의 구성요소에 더해서 ⅰ) 제1통상 조정 전압을 제어하는 비교기 CP3a, ⅱ) 제2통상 조정전압을 제어하는 비교기 CP3b, ⅲ) 양극은 각각 비교기 CP3a, CP3b 의 출력 단자와 연결되고 음극은 트랜지스터 Q3의 베이스에 공통으로 연결되어 있는 다이오드 D5a와 D5b를 구비한다. 전압 조절기(3C)는 또한, ⅰ) 콜렉터는 비교기 CP3a의 출력 단자에 연결되고 에미터는 접지되며, 베이스는 저항 (326b)를 통해서 비교기 CP2의 출력 단자에 연결되어 트랜지스터 Q4b가 턴온되었을 때 비교기 CP3a의 출력 단자를 접지시키는 트랜지스터 Q4b, ⅱ) 콜렉터는 비교기 CP3b의 출력 단자에 연결되고 에미터는 접지되며 베이스는 저항(326a)를 통해서 비교기 CP1의 출력 단자와 연결되어 턴온되었을 때, 비교기 CP3b의 출력 단자를 접지시키는 트랜지스터 Q4a를 구비한다.
전압 조절기(3C)는 또한, ⅰ) 양극들은 비교기 CP4의 출력 단자에 공통으로 연결되고 음극들은 비교기 CP1과 CP2의 출력 단자에 연결되는 다이오드 D4a와 D4b, ⅱ) 전압분배 저항(310, 317) 사이에 직렬로 연결되어 제 1, 제 2 통상 조정전압들에 대한 기준전압을 저항값에 따라 설정하는 전압분배 저항(311a, 311b), ⅲ) 비교기 CP1, CP2, CP3a, CP3b의 출력 단자와 정전압 전원 단자 A에 연결되는 전원 풀업 저항(325a, 325b, 323a, 323b)을 구비한다.
비교기 CP3a와 CP3b의 (-) 입력 단자들은 전압분배 저항 (319)와 (320)의 연결점 F에 접속되어서 교류 발전기(1)의 출력전압을 검출한다. 한편, 비교기 CP3a와 CP3b의 (+) 입력 단자들은 전압분배 저항 (311b)와 (317)의 연결점 E에 접속되어서 제1통상 전압에 대한 기준값을 결정하고, 전압분배 저항 (311a)와 (311b) 사이의 연결점 G에 접속되어서 제2통상 전압레벨에 대한 기준값을 설정한다.
이 실시예에 대해 상세하게 설명하기 전에 비교기 CP1, CP2의 동작에 대해 설명한다. 점 A의 전압은 비교기 CP1과 CP2에 의해서 점 C와 B의 기준전압과 비교되는데 이 기준 전압은 전압분배 저항(310, 311a, 311b, 317, 312)에 의해 생긴다. 즉, 점 A의 전압이 점 B의 전압보다 낮으면, 비교기 CP1의 출력은 저레벨로 되고 비교기 CP2의 전압은 고레벨로 된다. 여기서 한가지 주목할 것은 전압분배 저항(311a, 311b)의 저항값은 각각 점 G에 대한 제 1 소정값을 결정하는 분배전압과 점 E에 대한 제 2 소정값을 결정하는 분배전압을 계산하는 데에 사용된다는 것이다.
점 B의 전압이 점 A의 전압보다 낮고 점 C의 전압보다 낮으면 비교기 CP1, CP2의 출력은 고레벨로 된다. 점 B의 전압이 점 A의 전압보다 낮으면 비교기 CP1의 출력은 저레벨로 되고 비교기 CP2의 출력은 고레벨로 된다. 비교기 CP1의 출력 레벨 및/또는 비교기 CP2의 출력레벨이 저레벨이면, 기준전압이 제어장치(4)에서 공급된 신호레벨에 대응하는 비교기 CP4의 출력은 디스에이블된다.
이때, 비교기 CP1의 출력이 고레벨이고 비교기 CP2의 출력이 저레벨이면 트랜지스터 Q4는 턴-온된다. 그래서 비교기 CP3b의 출력은 디스에이블되고 비교기 CP3a의 출력은 인에이블된다. 비교기 CP1의 출력이 저레벨이고 비교기 CP2의 출력이 고레벨이면 트랜지스터 Q4b는 턴온된다. 그래서 비교기 CP3a의 출력은 디스에이블되고 비교기 CP3b의 출력은 유효로 된다. 만약, 비교기 CP1과 CP2의 출력이 고레벨이면 트랜지스터 Q4a와 Q4b는 모두 턴온되어서 비교기 CP3a와 CP3b의 출력 단자들은 트랜지스터 Q4a, Q4b를 통해 접지되어서 이 비교기들의 출력은 디스에이블된다.
이러한 동작상태에서, 제어장치(4)에서 전압 조절기(3C)로 공급될 듀티 신호의 듀티비가 0% 에서부터 점 A의 전압 레벨이 점 B의 전압레벨로 상승하는 값 즉, 제 1 소정 값까지의 범위로 설정된다면, 점 A의 전압은 듀티비가 이러한 범위에 있는 기간동안에는 점 B의 전압보다 낮아지는 관계가 생길 것이다. 그 결과 비교기 CP2의 출력레벨은 저레벨로 되며, 비교기 CP1의 출력은 고레벨로 된다.
비교기 CP3b와 CP4의 출력이 디스에이블되기 때문에 비교기 CP3a의 출력은 다이오드 D5a를 통해 트랜지스터 Q3으로 공급된다. 교류 발전기(1)의 출력전압이 14.4V의 통상 레벨에 도달하지 못하는 그리고 점 E의 전압이 점 F의 전압보다 더 높은 관계가 설정되는 동안에는, 트랜지스터 Q3은 턴온되어서 계자전류가 계자코일(102)에 공급된다. 그래서 교류 발전기(1)는 전력 발전동작을 계속하여 축전지(5)를 충전시킨다.
교류 발전기(1)의 출력전압이 증가하여 14.4V로 되고 점 F의 전압이 점 E의 전압보다 높아지면 비교기 CP3a의 출력은 저레벨로 되어서 트랜지스터 Q3가 턴오프되고 계자전류는 감소하여 발전기 출력전력이 줄어든다.
듀티 신호의 듀티비가 점 A의 전압이 점 C의 전압과 같아지는 값, 즉 제 2 소정 값에서 100% 까지의 범위로 설정되는 경우에 듀티비가 이 설정 범위에 있는 기간 동안에는 점 C의 전압이 점 A의 전압보다 낮은 관계가 설정된다. 그래서 비교기 CP2의 출력은 고레벨로 되고 비교기 CP1의 출력은 저레벨로 된다.
비교기 CP3b와 CP4의 출력은 디스에이블되기 때문에 비교기 CP3b의 출력은 다이오드 D5b를 통해 트랜지스터 Q3으로 공급된다. 발전기 출력전압이 14.2V의 통상 레벨에 도달하지 못하고 점 G의 전압이 점 F의 전압보다 높은 경우에 트랜지스터 Q3는 턴온되어서 계자전류는 계자코일(102)로 흐르게 된다. 그래서 교류 발전기(1)의 전력 발생동작은 계속되어 축전지(5)를 충전시킨다. 발전기의 출력전압이 14.2V로 증가하고 점 F의 전압이 점 G의 전압보다 더 높아지면 비교기 CP3a의 출력이 저레벨로 되어서 트랜지스터 Q3을 턴오프시킨다. 그 결과, 계자전류가 감소해서 교류 발전기(1)의 출력전력을 줄인다.
점 B의 전압이 점 C의 전압보다 낮은 점 A의 전압보다 낮은 경우에 비교기 CP1와 CP2의 출력은 저레벨로 되어서 트랜지스터 Q4a와 Q4b를 턴오프시킨다. 그래서 비교기 CP3a와 CP3b의 출력은 디스에이블되어 비교기 CP4의 출력이 다이오드 D6를 통해서 트랜지스터 Q3으로 공급된다. 따라서 듀티 신호의 듀티비가 변하여 점 A의 전압을 점 B의 전압보다 더 높은 레벨에서 점 C의 전압레벨로 바꾸는데, 듀티비에 대응하는 점 A의 전압은 비교기 CP4의 (+) 입력 단자로 공급되고 발전기 출력전압에 비례하는 점 F의 전압은 비교기 CP4의 (-) 입력 단자로 공급된다.
발전기 출력전압에 비례하는 점 F의 전압레벨이 증가해서 현재 듀티비에 대응하는 점 A의 전압레벨에 도달되는 경우 비교기 CP3은 저레벨 신호를 트랜지스터 Q3에 공급하여 Q3을 턴-오프시킨다. 듀티비가 변하여 점 A의 전압레벨로 바꿀 때 비교기 CP3는 점 F의 전압이 바뀐 듀티비에 대응하는 점 A의 전압레벨로 증가한 후에 트랜지스터 Q3에 저레벨 신호를 공급한다.
제1 ∼ 제3실시예에서는 제어장치(4)에서 전압 조절기로 공급되는 제어신호가 듀티비를 바꿀 수 있는 펄스신호 형태이다. 그러나 제어신호는 필요에 따라 주파수를 바꿀 수 있는 가변 주파수를 갖는 반복신호 형태일 수도 있는데, 이 반복신호의 주파수는 이 신호를 제어장치(4)에서 주파수 조절기로 보내기 전에 주파수-전압 변환기에 의해서 해당 전압으로 변환하기에 적합하다.
[제 4 실시예]
제1 ∼ 제3실시예에서 통상 전압레벨을 제어하기 위한 기준전압은 정전압원 A의 전압을 전압분배 저항(310, 311(311a, 311b), 312, 317)에 의해 분배하는 것에 의해 주어진 전압으로 부터 구해진다. 그래서, 이 실시예들에서 사용되는 기준전압들은 아무런 온도특성을 가지지 않는다. 즉, 앞의 실시예에서는 교류 발전기에 대한 통상 조정전압은 주위온도의 변화에 따라 수정되거나 바뀌지 않는다.
제6도는 본 발명의 제4실시예로서, 전압 조절기(3D)는 통상 조정전압을 제어하고 기준전압에 온도특성을 부여하는 기준전압 회로를 포함한다. 기준전압 회로는 저항(327, 311a), 다이오드 D7, 전압분배 저항(328)이 직렬로 연결된 저항분배 회로를 포함하는데, 이 저항분배 회로는 다이오드 D7를 통해서 온도특성을 갖는 기준전압을 제공하는데 적합하다. 따라서, 비록 기준전압이 주위온도의 상승으로 인해서 높아진다 할지라도 다이오드 D7 양단의 전압은 주위 온도의 상승에 따라 감소한다. 그래서, 통상 조정전압은 주위 온도의 상승에 따른 소정의 온도계수를 갖는 소정 값으로 감소될 수 있다.
이 실시예의 장점은 다음과 같다. 축전지를 충전시킬 최적 조정 발전기 전압은 통상 조정전압을 제어하는 과정에서 얻을 수 있고, 교류 발전기의 조정전압은 주위온도 변화에 상관없이 제어장치에서 전압 조절기로 공급되는 제어신호에 따라서 정확하게 제어할 수 있으며, 교류 발전기의 출력전압은 제어신호에 따라서 임의의 조정전압으로 제어하는 것이 가능하다.
[제 5 실시예]
제1 ∼ 제4실시예에서는 통상 조정전압을 제어해서 조정 전압이 통상 레벨로 되게 하는 비교기 CP3과 제어신호에 따라서 조정전압을 임의로 제어하는 비교기 CP4 사이의 절환을 제어하는 신호는 커패시터가 충전되는 그리고 듀티 신호의 듀티비에 따라서 결정되는 가변전압을 갖는 전압신호이다. 이에 비해서 제어장치는 충전전압에 대응하는 일정한 전압을 갖는 정전압 신호나, 또는 저항에 걸리는 충전전압에 대응하는 일정전압을 발생하는 정전류 신호를 전압 조절기에 공급할 수도 있다.
제7도는 이러한 제어를 하는 본 발명의 제5실시예에 나타낸다. 이 실시예는 제2도의 제2실시예와 거의 유사하지만 다음과 같은 점에서 차이가 난다. 이 실시예의 제어장치(4A)는 비교기 CP3과 CP4 사이의 절환을 제어하는 제어 신호로서 정전압 신호나 정전류 신호를 발생한다. 또한 이 실시예의 전압 조절기(3E)는 제2도의 전압 조절기(3B)와 비슷하지만 전압 조절기(3E)는 충전저항(321), 방전저항(322), 커패시터 CA 및 트랜지스터 Q1으로 이루어진 제2도의 듀티 결정회로를 구비하지 않는다. 대신에 전압 조절기(3E)는 ⅰ) 한쪽 끝이 제어장치(4A)의 출력 단자에 연결되고 다른쪽 끝은 비교기 CP1의 (-) 입력 단자와 비교기 CP2의 (+) 입력 단자 및 비교기 CP4의 (+) 입력 단자의 접점 A에 공통으로 접속되어서 비교기 CP1, CP2, CP4의 입력을 보호하는 입력보호 저항(330)을 구비하는 입력신호 검출회로, ⅱ) 음극은 비교기 CP1, CP2, CP4의 접점 A에 공통으로 연결되고 양극은 접지되어 비교기 CP1, CP2, CP4가 서징(surging)되는 것을 방지하는 서지(surge) 보호용 제너 다이오드 ZD4, ⅲ) 이 서지 보호용 제너 다이오드 ZD4와 병렬로 연결되어 있는 입력신호 검출저항(331)을 구비한다.
이 실시예의 동작을 제8도를 참조로 설명한다.
정전압, 예컨대 0V 신호가 제어장치(4A)에서 전압 조절기(3E)로 공급되는 경우에는 점 A의 전압은 당연히 0V이고 비교기 CP1의 출력은 고레벨, 비교기 CP2의 출력은 저레벨로 된다. 그 결과 트랜지스터 Q4는 턴오프되어서 비교기 CP3의 출력을 인에이블시킴과 동시에 비교기 CP4의 출력을 디스에이블 시킨다.
만약, 제어장치(4A)에서 나온 입력전압(즉, 제어신호의 전압)이 가장 높은 전압인 4V라면 점 A의 전압은 4V로 되어서 비교기 CP1의 출력을 저레벨, 비교기 CP2의 출력을 고레벨로 만든다. 그 결과 트랜지스터 Q4는 턴오프되고 비교기 CP3의 출력을 인에이블, 비교기 CP4의 출력을 디스에이블시킨다.
전압 조절기(3E)의 입력전압(즉, 제어신호의 전압)이 0V인 경우에는 교류 발전기(1)의 출력전압이 제 1 통상 조정전압 제어 범위(A)에 속하는 반면에, 입력전압이 4V라면 제 2 통상 조정전압 제어 범위(C)에 속할 것이다. 비교기 CP3의 (-) 입력 단자에 공급될 점 F의 전압이 점 E의 전압보다 낮은 기간 동안에는 비교기 CP3의 출력은 저레벨이다. 그 결과 트랜지스터 Q3가 도통되어 계자전류가 계자코일(102)에 공급되고 교류 발전기(1)는 전력발생을 계속한다. 발전기의 출력이 14.4V로 증가했을 때, 점 F의 전압은 점 E의 전압 보다 높아져서 비교기 CP3의 출력은 저레벨에서 고레벨로 바뀌고 트랜지스터 Q3를 턴오프시키며 계자코일(102)에 공급되는 계자전류를 감소시킨다. 그 결과 교류 발전기(1)의 출력은 14.4V로 조정될 수 있다.
제어장치(4A)에서 나온 입력전압이 점 A의 전압을 점 B의 전압보다 같거나 크게 하고 점 C의 전압보다 작게 한 채 0V에서 4V의 범위로 설정된다면 비교기 CP1과 CP2의 출력들은 모두 고레벨이 되어서 트랜지스터 Q4는 도통된다.
따라서 비교기 CP3의 출력은 디스에이블되고 비교기 CP4의 출력은 인에이블된다. 그 결과, 교류 발전기(1)의 조정전압 또는 출력전압은 제어장치(4A)의 제어신호에 따라서 제 1 조정전압 제어범위(A)와 제 2 조정전압 제어범위(C) 사이에 있는 제 3 조정전압 제어범위(B)에 들도록 제어될 수 있다.
그래서 점 A의 전압이 입력전압이 0 + n(V)에서 4 -n(V)로 변하는 값으로 설정되는 경우에는 비교기 CP4의 출력은 저레벨로 되고, 점 F의 전압이 교류 발전기(1)의 출력전압의 증가에 따라서 점 A의 전압으로 증가하는 때에 트랜지스터 Q3을 턴-오프시킨다. 그 결과 교류 발전기(1)의 출력전압을 제어장치(4A)에 의해 임의로 설정되는 값으로 조정하는 것이 가능하다.
앞의 설명에서 제어장치(4A)는 발전기 출력전압이 조정될 조정전압 또는 목표전압에 대응하는 정전압 신호를 제어장치(4A)에서 전압 조절기(3E)로 직접 전송해서 점 A 에서의 일정한 전압 신호와 동일한 전압을 만들어 낸다. 그렇지만 정전압 신호 대신에 정전류 신호를 제어장치(4A)에서 전압 조절기(3E)로 전송할 수도 있어서 저항(331) 양단에 걸리는 전압을 만들어 점 A의 전압에 대응하는 전압을 생성한다.
[제 6 실시예]
비록 제1∼제5실시예는 발전기 출력전압이 제어 장치에서 전압 조절기로 공급된 듀티 신호나 정전압 또는 정전류 신호의 레벨 변화에 비례해서 선형적으로 변하도록 구성되어 있지만, 교류 발전기(1)의 조정전압은 듀티 신호의 각종 듀티비에 따라서 복수의 레벨로 변할 수도 있다.
제9도는 이러한 제어를 하는 본 발명의 제6실시예를 도시한다. 이 도면에서 제7도의 도면부호와 동일한 것을 사용한 구성요소는 제7도의 구성요소와 동일하거나 그에 대응하는 것이다. 이 실시예에 따른 전압 조절기(3F)는 ⅰ) 정류기(2)의 부단자(202)에서 전송된 발진기 출력전압을 일정한 전압이 되도록 제어하는 정전압 전원(327), ⅱ) 정전압 전원(327)의 출력단자와 접지 사이에 직렬로 접속되어 있는 복수의 전압분배 저항(310, 311, 317, 312), ⅲ) (-) 입력 단자들은 각각의 전압분배 저항(310, 311, 317, 312)의 해당 접점이나 연결점(H, I, J)에 각각 연결되어서 해당 기준전압을 받고, (+) 입력 단자들은 커패시터 CA의 한쪽 끝에 공통으로 접속되어서 커패시터 CA에 충전될 전압과 해당 기준전압을 비교하는 복수의 비교기 CP2, CP5, CP1을 구비한다.
전압 조절기(3F)는 또한, ⅰ) 입력 단자가 비교기 CP1의 출력 단자에 연결된 버퍼 BF, ⅱ) 입력 단자가 비교기 CP1과 CP5의 출력 단자에 각가 연결된 배타적 NOR 게이트(이하, EX-NOR 이라 함) EX1, ⅲ) 입력 단자가 비교기 CP5와 CP2의 출력단자에 연결된 EX-NOR(EX2), ⅳ) 입력 단자가 비교기 CP2의 출력 단자에 연결된 인버터 INV, ⅴ) 한쪽 끝은 해당 논리소자 BF, EX1, EX2, INV의 출력 단자에 각각 연결되고 다른쪽 끝은 전압분배 저항(332 ; 한쪽 끝이 정전압 전원(327)에 연결되어 있음)의 한쪽과 연결되어 있는 복수의 전압분배 저항(328∼331)을 구비한다. 논리소자 BF, EX1, EX2, INV의 출력들은 개방 콜렉터 구조로 이루어져 있어서 이 출력 단자들 중 적어도 하나의 출력이 저레벨로 되었을 때 이에 대응하는 전압 분배 저항(328∼331)중 하나가 접지되어 전압분배 저항(333)에 직렬로 연결된다.
전압 조절기(3F)는 또한 ⅰ) 부단자(202)와 접지 사이에 직렬로 연결된 전압 분배 저항(333, 334), ⅱ) (-) 입력 단자는 전압분배 저항(333)과 (334) 사이의 연결점을 접속되고 (+) 입력 단자는 전압분배 저항(328∼332)의 공통 접점에 접속되며 출력 단자는 트랜지스터 Q3에 접속된 비교기 CP6을 구비한다.
제10도는 각각의 듀티 범위에 대응하는 비교기 CP1, CP5, CP2의 출력 a, b, c의 상태와 각각의 논리소자 BF, EX1, EX2, INV의 출력 d, e, f, g의 상태를 나타내는 진리표인데 제어장치(4)에서 나온 듀티 신호의 듀티비는 0%-10%, 10%-50%, 50%-100%로 설정되어 있다. 제11도는 제어장치(4)에서 나온 듀티 신호의 듀티비에 대응하는 조정전압의 변화상태를 보여주는 그래프이다.
이 실시예의 동작을 제10도와 제11도를 참조로 설명한다.
차량의 엔진이 기동되어 교류 발전기(1)가 전력발생을 시작하면, 전압 조절기(3F)의 비교기 CP6는 이 비교기 CP6의 (+) 입력 단자로 공급되는 점 K 에서의 기준전압을 부단자(202)에서 출력되는 교류 발전기(1)의 출력의 분배 전압이며 비교기 CP6의 (-) 입력 단자에 공급되는 점 L 에서의 전압과 비교한다. 만약 점 L 에서의 전압이 점 K 에서의 기준전압보다 크면 비교기 CP6는 출력을 고레벨에서 저레벨로 반전시킨다.
반대로, 점 L 의 전압이 더 낮으면 출력은 저레벨에서 고레벨로 바뀐다. 그래서 트랜지스터 Q3은 비교기 CP6의 출력에 따라서 도통상태와 비도통상태를 반복한다. 트랜지스터 Q3가 비도통상태에 있을 때 계자전류는 차단된다. 트랜지스터 Q3가 도통상태에 있으면 트랜지스터 Q3은 계자전류를 계자코일(102)에 계속 공급한다. 앞에서 설명한 것처럼, 비교기 CP6은 교류 발전기(1)의 출력전압을 제어하여 비교기 CP6에 인가되는 기준전압에 대응하는 소정의 값이 되도록 된다.
비교기 CP6의 기준전압에 대해 설명한다. 제어장치(4)의 듀티 신호는 전압 조절기(3F)의 트랜지스터 Q1에 의해서 트랜지스터(401)의 ON/OFF 신호 출력으로서 검출된다.
트랜지스터(401)의 ON/OFF 신호의 듀티비가 0% 이면 트랜지스터 Q1은 전도상태에 있으며, 듀티비가 100% 이면 트랜지스터 Q1은 차단된 상태에 있다. 커패시터 CA를 충전시키는 전압의 크기는 트랜지스터 Q1의 ON/OFF 동작에 따라 바뀐다. 즉, 트랜지스터 Q1이 턴오프이면 커패시터 CA는 저항 (307)을 통해 전기적으로 충전되고 Q1이 턴온되면 저항(308)과 트랜지스터 Q1를 통해 방전된다.
그래서 듀티비가 100% 이면 트랜지스터 Q1의 베이스 전압은 트랜지스터(401)를 통해 접지되어서 트랜지스터 Q1은 턴-오프된다. 그 결과 커패시터 CA는 저항(307)을 통해서 정전압 전원(327)의 출력전압과 같은 레벨로 충전되어 충전 레벨이 가장 높은 레벨로 된다. 듀티비가 0% 이면 트랜지스터 Q1은 도통상태를 유지해서 커패시터 CA는 저항(307, 308)의 저항비에 의해서 분배된 정전압 전원(327)의 출력전압의 분배 전압과 동일한 레벨로 충전되어 이때의 충전레벨은 가장 낮은 레벨이 된다. 이러한 0% ∼100%의 듀티 범위에서 커패시터 CA는 가장 높은 레벨과 가장 낮은 레벨 사이에서 듀티비에 거의 비례하는 전압으로 충전되어서 제어신호의 듀티비는 그 대응하는 전압으로 바뀐다.
커패시터 CA를 충전시키는 전압은 비교기 CP1, CP5, CP2의 해당 (+) 입력단자로 공급된다. 전압분배 저항(310, 311, 317, 312)에 의해 생기는 분배전압은 비교기들의 (+) 입력 단자에 공급되어서 충전전압과 비교되어진다. 비교의 결과에 따라서 비교기 CP1, CP5, CP2 각각은 고레벨 또는 저레벨 신호를 발생하며 커패시터 CA를 충전할 전압, 즉 듀티 신호의 상태를 결정한다.
비교기 각각의 동작에 대해서 제10도의 진리표를 참조로 설명한다.
듀티 신호의 듀티비가 0%∼10%에 있으면 충전전압은 각각 비교기 CP2, CP5, CP1의 (-) 입력 단자로 공급되는 점 H, I, J 에서의 분배 전압보다 낮아진다. 그래서 비교기 CP2, CP, CP1은 저레벨 신호를 발생한다.
듀티 신호의 듀티비가 10%∼50%이면 충전전압은 비교기 CP2와 CP5의 (-) 입력 단자로 공급되는 점 H, I 에서의 분배 전압보다 낮아져서 비교기 CP5, CP2는 저레벨 신호를 발생한다. 충전압은 점 J의 분배 전압보다 높으므로 비교기 CP1은 고레벨 신호를 발생한다.
듀티 신호의 듀티비가 50%∼90% 이면 충전전압은 비교기 CP2의 (-) 입력 단자로 공급되는 점 H에서의 분배 전압보다는 낮지만, 점 I, J의 분배 전압보다는 높아서 비교기 CP1은 고레벨 신호를, 비교기 CP2 는 저레벨 신호를 발생한다.
듀티 신호의 듀티비가 90%∼100%이면, 충전전압은 비교기 CP2, CP5, CP1의 (-) 입력 단자로 공급되는 점 H, I, J에서의 분배 전압보다 높다. 그래서 비교기 a(즉, 비교기 CP2), 비교기 b(즉, CP5), 비교기 c(즉, CP1)는 고레벨 신호를 발생한다.
비교기 CP1, CP5, CP2의 출력은 신호처리를 위한 4 개의 게이트(즉, BF, EX1, EX2, INV)로 공급된다. 즉, 듀티비가 0%∼10% 이면, 비교기 CP1에서 공급되는 저레벨 신호를 받는 버퍼 BF(즉, 게이트 d)만이 저레벨 신호를 발생하며, 듀티비가 10% ∼ 50%이면, 비교기 CP1과 CP5의 고레벨 출력과 저레벨 출력의 EX_NOR의 결과를 반전시키는 EX_NOR EX1(즉, 게이트 e)만이 저레벨 신호를 발생한다.
듀티비가 50%∼90% 이면 비교기 CP2와 CP5이 고레벨 출력과 저레벨 출렬신호의 EX-NOR의 결과를 반전시키는 EX-NOR EX2(즉, 게이트 f)만이 저레벨 신호를 발생한다.
듀티비가 90%∼100% 이면 비교기 CP2의 출력을 반전시키는 인버터 INV(즉, 게이트 g)만이 저레벨 신호를 발생한다.
즉, 이러한 구성은 모든 듀티비를 0%∼100% 에서 4 개의 구간으로 나누어서 얻어지는 듀티비에 따라 4 개의 게이트(d, e, f, g) 중 어느 한 게이트가 저레벨 신호를 발생하도록 이루어져 있다.
4 개의 게이트(d, e, f, g)의 출력단자들은 각각 비교기 CP6에게 기준전압은 제공하는 저항(328, 329, 330, 331)에 각각 접속된다. 게이트(d, e, f, g)중 어느 한 게이트에서 나온 출력이 듀티 신호에 응답해서 저레벨로 바뀌면 이 저레벨 게이트에 접속되는 전압분배 저항(328, 329, 330, 331)은 접지된다. 그 결과 전압 분재 저항(328, 329, 330, 331)은 전압분배 저항(332)과 함께 정전압 전원(327)의 출력단자와 접지사이에 직렬로 연결된다.
그래서 전압분배 저항 (332)와 (328, 329, 330, 331)은 정전압 전원(327)의 출력전압을 적절하게 분배해서 비교기 CP6의 (+) 입력단자에 공급되는 기준전압을 제공하는 역할을 한다.
다시 말해서, 듀티비가 0%∼10% 이면 전압분배 저항 (328)은 접지되고 전압분배 저항(332)에 직렬접속된다. 그러면 기준전압은 점 K 에서 비교기 CP6의 (+) 입력단자로 공급되어서 비교기 CP6의 (-) 입력단자에 공급되는 발전기 출력전력의 분배전압과 비교된다. 만약 발전기 출력전압이 14.4V 즉, 통상 조정전압보다 낮으면, 그리고 분배전압이 기준전압보다 낮으면, 비교기 CP6는 트랜지스터 Q3에 고레벨 신호를 계속 공급해서 트랜지스터 Q3은 전도상태를 유지하여 계자전류가 계자코일(102)에 공급되도록 한다. 발전기 출력전압이 증가해서 분배 전압이 기준전압보다 높아지면 비교기 CP6은 저레벨 신호를 발생하고 트랜지스터 Q3을 턴오프 시킨다. 그 결과 발전기 출력 전압은 제11도에 도시한 것처럼 14.4V로 조정될 수 있다.
듀티비가 10%∼50%이면 전압분배 저항(329)은 접지되고, 듀티비가 50%∼90%이면 전압분배 저항(330)이 접지되며, 듀티비가 90%∼100% 이면, 전압분배 저항(331)이 접지된다.
유효 전압분배 저항은 제어장치에서 나오는 제어신호의 듀티비에 따라서 기준전압을 바꾸도록 절환되기 때문에, 비교기 CP6은 이러한 기준전압에 대응하는 분배전압이 공급될 때 저레벨 신호를 발생한다.
그 결과, 듀티비가 10%∼50%인 경우에는 계자전류가 차단되어 발전기 출력 전압이 통상 조정전압보다 낮은 12.8V 일때 발전기 출력전압을 조정한다. 듀티비가 50%∼90% 인 경우에는 발전기 출력전압이 통상 조정전압보다 높은 15.0V 일 때 계자전류가 차단되어, 듀티비가 90%∼100%이면 통상 조정전압 보다 조금 높은 14.7V 일때 계자전류가 차단된다.
[제 7 실시예]
제1 ∼ 제5실시예에서, 발전기의 조정 또는 목표전압에 대한 설정값을 바꾸기 위한 비교기는 조정된 발전기 전압이 가장 낮은 값에서 가장 높은 값까지의 범위에서 선형적으로 변하는 경우에는 통상의 조정된 발전기 전압을 설정하기 위한 비교기와 별도로 사용된다. 그러나 차량용 교류 발전기의 출력을 제어하는 장치를 작은 비용으로 가능하게 하기 위해서 제20도에 도시한 종래의 전압 조절기(3-3)를 많이 변형시키지 않고서도 조정 전압을 선형적으로 설정할 수 있는 전압 조절기를 사용할 수도 있다.
제12도가 바로 이러한 전압 조절기로서 본 발명의 제7실시예이다. 제12도에서 제20도의 도면부호와 동일한 것은 똑같은 또는 대응하는 구성요소를 가리킨다. 이 실시예의 전압 조절기(3G)는 전압분배 저항(303)과 병렬접속된 평활 커패시터 CA와, 트랜지스터 Q1의 콜렉터와 평활 커패시터 CA의 (+) 입력단자 사이에서 트랜지스터 Q1이 턴온되었을 때에는 평활 커패시터 CA와 병렬 접속되도록 연결되어 있는 전압분배 저항(336)으로 이루어진 듀티-전압 변환회로를 구비한다.
이 실시예의 동작에 대해서 설명한다. 이 실시예의 동작은 키스위치(8)가 턴온되어 계자전류가 표시등(9)과 트랜지스터 Q3을 통해 축전지(5)에서 계자코일(1020로 흘러서 교류 발전기(1)가 발전을 시작하는 순간에서부터 부단자(202)에서 통상 조정전압이 발생되어 표시등(9)을 턴-오프 시키는 순간까지는 앞의 실시예들과 실질적으로 동일하다.
제어장치(4)의 트랜지스터(401)에 의해 발생된 듀티신호의 듀티비가 0% 일 때, 트랜지스터 Q1은 도통상태에 있다. 그래서 전압분배 저항(336)은 트랜지스터 Q1을 통해 접지되어서 전압분배 저항(303)과 병렬로 접속된다. 그래서 점 B 에서 저항에 의해 분배되는 전압 비는 낮아지고 이 분배된 전압 비에 대응하는 전압이 다이오드 D2를 통해 제너 다이오드 ZD1의 음극으로 공급되어진다.
즉, 소정의 차단전압(offset voltage)의 제너 다이오드 ZD1에 공급된다. 발전된 전력의 전압이 이러한 상태에서 예컨대 14.4V로 증가했을 때는, 점 B의 전압이 제너 다이오드 ZD1의 파괴전압으로 순간적으로 상승해서 트랜지스터 Q2를 턴온시키고 트랜지스터 Q3을 턴오프시킨다.
만약 듀티신호의 듀티비가 100% 이면 그리고 트랜지스터 Q1이 턴오프되면, 전압분배 저항(303)에 병렬로 연결된 전압분배 저항(336)은 서로 분리된다. 그 결과, 점 B의 분배전압 비는 증가하고 이 분배전압 비에 해당하는 분배전압이 다이오드 D2를 통해 제너 다이오드 ZD1의 음극에 공급된다.
그래서, 제너 다이오드 ZD1에 공급될 차단 전압은 분배 전압 비가 낮은 경우에 비해서 상승한다. 만약 발전기 출력 전압이 예컨대, 12.8V로 증가하면, 점 B에서의 전압은 순간적으로 제너 다이오드 ZD1의 파괴전압까지 높아져서 트랜지스터 Q2는 턴온되고 트랜지스터 Q3은 턴오프된다. 그 결과 듀티비를 0% 나 100% 로 제어함으로써 발전기 출력전압을 14.4V나 12.8V로 조정할 수 있다.
발전기의 조정 또는 목표전압이 제13도에 도시한 대로 14.4V 에서 12.8V의 범위로 설정되는 경우에는 이 설정된 조정전압에 해당하는 듀티비로 트랜지스터 Q1가 턴온, 턴오프되어서 분배전압을 듀티비에 따라 반복적으로 바꾸게 된다. 동시에 분배전압은 평활 커패시터 CA에 의해 고르게된다.
그 결과 듀티비에 대응하는 분배전압의 평균전압을 얻을 수가 있어서 점 B의 차단 전압은 바뀌게 된다. 평균 전압은 듀티비가 100%에 가까와지면 증가하기 때문에 차단 전압 또한 증가해서 조정전압은 제13도에 도시한 것처럼 바뀐다. 비록 이 실시예에서는 듀티비가 0% 일 때 조정전압을 14.4V로 설정하였지만, 제14도에 도시한 것처럼 전압분배 저항(301∼303, 336)의 저항값을 적절하게 설정함으로써 조정전압은 듀티비가 0% 일 때 15.0V로, 듀티비가 27.3% 일 때 14.4V로, 듀티비가 100% 일 때 12.8V로 설정될 수도 있다.
[제 8 실시예]
제7실시예는 조정전압이 듀티비의 증가에 따라 감소하여 듀티비가 0% 일 때 조정전압이 14.4V, 듀티비가 100% 일때 조정전압이 12.8V가 되도록 구성되었지만, 이러한 듀티비가 조정전압과의 관계나 특성은 전압 조절기의 사용에 대한 호환성을 높이기 위해 반대로 할 수도 있다.
제15도는 이러한 관계나 특성을 갖는 제8실시예이다. 이 도면에서 제12도의 도면부호와 동일한 것은 동일한 또는 대응하는 구성요소를 나타낸다.
이 실시예의 전압 조질기(3H)는 제12도의 전압 조절기(3G)의 동일 구성요소들에 더해서 베이스가 트랜지스터(401)의 콜렉터에 연결되고 콜렉터가 트랜지스터 Q1에 연결되며 에미터는 트랜지스터 Q1의 에미터에 연결되며 제어 장치(4A)내의 트랜지스터(401)의 출력을 반전시키기 위한 트랜지스터 Q1a를 구비한다. 전압 조절기(3H)는 또한 표시등(9), 키스위치(8)를 통해 축전지(5)의 (+) 단자에 연결된 전원선과 트랜지스터 Q1a 의 베이스에 연결된 베이스 저항(337)을 더 구비한다.
이 실시예의 동작에 대해 설명한다. 제어장치(4)에서 나온 듀티 신호의 듀티비가 0% 인 경우에는 베이스 전류가 베이스 저항(337)을 통해 트랜지스터 Q1a로 흘러서 트랜지스터 Q1a는 도통상태로 되고, 트랜지스터 Q1은 턴오프된다. 전압분배 저항(303)에는 아무런 저항도 병렬로 연결되어 있지 않기 때문에, 점 B 에서의 저항-분배 저항비는 증가하여 이 분배 전압비에 대응하는 분배 전압은 다이오드 D2를 통해 제너 다이오드 ZD1의 음극으로 공급된다.
제너 다이오드 ZD1으로 공급될 차단 전압은 저항 분배 전압비가 낮은 경우에 비해서 증가한다. 만약, 발전기 출력 전력의 전압이 예컨대, 12.8V로 증가한다면, 점 B의 전압은 제너 다이오드 ZD1의 차단전압으로 순간적으로 증가해서 트랜지스터 Q2는 턴온되고, 트랜지스터 Q3는 턴오프된다.
제어장치(4)의 듀티신호의 듀티비가 100% 인 경우에는 트랜지스터 Q1a로 흐르는 베이스 전류는 차단되어 트랜지스터 Q1a가 비도통 상태로 되어 트랜지스터 Q1은 턴온된다. 그래서 전압 분배 저항(336)은 트랜지스터 Q1을 통해 접지되고, 전압 분배 저항(303)과 병렬로 접속되어서, 점 B의 저항-분배 전압비는 감소한다. 그래서 이 분배 전압비에 대응하는 분배 전압은 다이오드 D2를 통해 제너 다이오드 ZD1의 음극으로 공급된다.
즉, 소정의 차단전압이 제너 다이오드 ZD1으로 공급된다. 만약, 발전기 출력전압이 예컨대, 14.4V으로 증가한다면, 점 B의 전압은 제너 다이오드 ZD1의 차단전압으로 순간적으로 증가하여 트랜지스터 Q2는 턴온되고 트랜지스터 Q3는 턴오프된다.
조정전압 또는 목표전압이 제 13 도에 도시한 12.8V 에서 14.4V의 범위에 있는 값으로 선형적으로 설정된다면, 트랜지스터 Q1은 이 설정된 조정전압에 대응하는 듀티비로 턴온/턴오프되어서 분배된 전압을 이 듀티비로 반복적으로 바꾸며, 분배 전압은 평활 커패시터 CA에 의해 평활된다.
그 결과, 이 듀티비에 대응하는 분배 전압의 평균전압을 얻는 것이 가능하여서, 점 B의 차단 전압은 바뀐다. 평균전압은 듀티비가 100% 에 도달함에 따라 감소하기 때문에, 차단전압 또한 감소하여서 조정전압은 제 16 도에 도시한 것처럼 증가한다. 비록, 듀티비가 0% 일 때, 조정전압은 12.8V로 설정되지만, 전압 분배 저항(301-303. 336)의 저항값을 적절하게 조절함으로써 제17도의 특성도에 나타난 것처럼, 듀티비가 0% 일때 조정전압을 12.8V로 하고, 듀티비가 72.7%일 때 14.4V로, 듀티비가 100% 일 때 15.5V로 하는 것도 가능하다.

Claims (14)

  1. (3회 정정) 차량용 교류 발전기의 출력을 제어하기 위한 장치에 있어서, 차량의 운전 상태에 따른 제어 듀티비(duty ratio)를 1 내지 100% 사이에서 연속 가변 가능하게 하는 제어 신호를 출력하는 외부 제어 유닛과, 계자 코일을 갖는 교류 발전기의 정류 출력에 의해 충전되는 축전지의 단자 전압을 검출하고, 이 검출 전압에 따라, 상기 계자 코일에 흐르는 계자 전류를 상기 외부 제어 유닛으로부터 하나의 신호선에 의해 입력되는 제어 신호의 듀티비로 단속(斷續) 제어하여 상기 교류 발전기의 출력 전압을 상기 듀티비로 결정되는 소정값으로 조정하는 전압 조정기를 구비하고, 상기 전압 조정기는, 제어 신호의 듀티비를 판별하고, 상기 제어 신호를 듀티비에 따른 전압으로 변환하는 듀티비 판별 회로와, 변환된 전압과 미리 설정된 기준 전압과의 편차량에 의해, 상기 계자 전류를 단속 제어하여 상기 발전기의 출력 전압을 상기 듀티비에 따른 전압 레벨로 제어하는 전압을 설정하는 소정값 설정 회로를 갖는, 차량용 교류 발전기의 출력 제어장치.
  2. (삭제)
  3. (2회 정정) 제1항 있어서, 상기 제어 유닛은 상기 교류 발전기의 출력전압을 차량의 감지된 동작조건에 적합하도록 최적화시키는 제어신호를 발생시키는 차량용 교류 발전기의 출력 제어장치.
  4. (2회 정정) 제1항에 있어서, 상기 듀티비 판별회로는 상기 제어신호의 듀티비를 상기 전압 조정기에 의해 기준전압과 비교되는 대응하는 전압으로 변환하는 차량용 교류 발전기의 출력 제어장치.
  5. (2회정정) 제1항에 있어서, 상기 소정값 설정 회로는, 상기 제어 유닛으로부터의 제어신호와 비교되는 전압의 분배비를 조절함으로써 상기 교류 발전기의 출력전압을 바꾸도록, 전원과 접지사이에서 서로 직렬로 연결된 복수의 저항을 갖는 전압 분배회로를 구비하는 차량용 교류 발전기의 출력 제어장치.
  6. (2회 정정) 제1항에 있어서, 상기 전압 조정기는, 상기 제어 유닛에서 상기 전압 조정기로 공급된 제어신호의 레벨이 제1소정 레벨보다 작은 제1레벨인지, 또는 제2소정 레벨보다 큰 제2레벨인지, 아니면 상기 제1소정 레벨과 상기 제2소정 레벨 사이에 있는 제3레벨인지를 판별하는 신호 레벨 판별수단과; 상기 교류 발전기의 출력전압을 상기 신호 레벨 판별수단의 결정에 따라 최소한 두 레벨 사이에서 절환하는 절환수단을 구비하는 차량용 교류 발전기의 출력 제어장치.
  7. (2회 정정) 제6항에 있어서, 상기 신호 레벨 판별수단은, 상기 제어신호가 제1레벨이거나 제2레벨일 때에는 상기 교류 발전기의 출력전압을 통상의 소정 레벨로 제어하고, 상기 제어신호가 제3레벨일 때에는 상기 교류 발전기의 출력전압을 상기 제어신호의 레벨변화에 따라 변화하는 가변 레벨로 제어하는 차량용 교류 발전기의 출력 제어장치.
  8. (2회 정정) 제6항에 있어서, 상기 신호 레벨 판별수단은, 상기 제어신호가 제1레벨일 때에는 상기 교류 발전기의 출력전압을 제1통상의 소정레벨로 제어하고, 상기 제어신호가 상기 제2레벨일 때에는 상기 교류 발전기의 출력전압을 제2통상의 소정레벨로 제어하며, 상기 제어 신호가 제3레벨일 때에는 상기 교류 발전기의 출력전압을 상기 제어신호의 레벨변화에 따라 변화하는 가변 레벨로 제어하는 차량용 교류 발전기의 출력 제어장치.
  9. (2회 정정) 제1항에 있어서, 상기 제어 유닛으로부터 공급된 상기 제어신호는 가변 주파수를 갖는 주파수 신호의 형태이고, 상기 전압 조정기는 상기 주파수 신호를 대응하는 전압으로 변환하는 변환수단을 더 구비하는 차량용 교류 발전기의 출력 제어장치.
  10. (2회 정정) 제1항에 있어서, 상기 전압 조정기는, 상기 제어 유닛에서 상기 전압 조정기로 공급된 제어신호의 레벨에 따라, 상기 교류 발전기의 출력전압을 최소한 4 단계로 절환하는 차량용 교류 발전기의 출력 제어장치.
  11. (2회 정정) 제10항에 있어서, 상기 제어신호의 레벨은, 상기 전압 조정기에 대한 기준전압을 상기 교류 발전기의 출력전압의 단계 수에 대응하는 복수의 단계로 절환하도록 결정되는 차량용 교류 발전기의 출력 제어장치.
  12. (2회 정정) 제11항에 있어서, 상기 제어신호의 레벨을 검출하는 복수의 검출수단과, 상기 검출수단에 의해 검출된 제어신호의 논리를 판별하여 판별 결과에 따라 상기 기준전압의 레벨을 바꾸는 논리 판별 수단을 더 구비하는 차량용 교류 발전기의 출력 제어장치.
  13. (2회 정정) 제12항에 있어서, 상기 전압 조정기는, 상기 교류 발전기의 출력전압에 대한 상한값과 하한값을 결정하는 결정수단과, 상기 교류 발전기의 출력전압을 상기 결정수단에 의해 결정된 상기 상한값과 하한값 사이에서 절환하는 절환수단과, 절환된 상한값과 하한값 사이에서의 절환을 평활하게 하는 평활수단을 더 구비하며, 상기 교류 발전기에 대한 조정 전압은 상기 제어유닛으로부터의 제어신호에 응답해서 선형적으로 제어되는 차량용 교류 발전기의 출력 제어장치.
  14. (2회 정정) 제13항에 있어서, 상기 제어 유닛은 제어신호를 발생시키고, 상기 제어신호의 듀티비는, 차량이, 상기 교류 발전기가 아무런 전기적 부하에도 연결되지 않은 채 차량의 엔진이 공회전하는 공회전 운전 모드에서 운전되는지, 또는 상기 교류 발전기가 일정한 전기 부하에 전기적으로 연결되는 일정 전기 부하 운전 모드에서 운전되는지, 아니면 상기 교류 발전기가 고 전기 부하에 전기적으로 연결되는 고 전기 부하 운전 모드에서 운전되는지에 따라 결정되는 차량용 교류 발전기의 출력 제어장치.
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