KR100275147B1

KR100275147B1 - 밧데리 충전장치

Info

Publication number: KR100275147B1
Application number: KR1019950061473A
Authority: KR
Inventors: 다다토시 아사다
Original assignee: 오카메 히로무; 가부시키가이샤 덴소
Priority date: 1994-12-28
Filing date: 1995-12-28
Publication date: 2001-01-15
Also published as: JPH08238000A; US5629606A; EP0720271B1; CN1040930C; JP3531771B2; CN1131838A; KR960027152A; DE69508371T2; EP0720271A1; DE69508371D1

Abstract

차량용 발전기는 트랜지스터와 비교기를 갖춘 발전기측 신호 송,수신회로를 통해 전송선의 일단에 접속되어 있다. ECU는 스위칭 트랜지스터와 비교기를 갖는 차량측 신호 송, 수신회로를 통해 전송선의 타단에 접속되어 있다. 비교기는 트랜지스터로부터 주파수신호를 수신하여 전압신호를 수신함으로써 발전기 제어신호와 발전기 상태신호는 동일 전송선에 의해 송신된다.

Description

밧데리 충전장치

제1도는 본 발명의 제1 실시예에 의한 밧데리 충전장치의 회로도.

제2도는 본 발명의 제2 실시예에 의한 밧데리 충전장치의 회로도.

제3도는 본 발명의 제3 실시예에 의한 밧데리 충전장치의 회로도.

제4도는 본 발명의 제4 실시예에 의한 밧데리 충전장치의 회로도.

제5도는 본 발명의 제5 실시예에 의한 밧데리 충전장치의 회로도.

제6도는 본 발명의 제6 실시예에 의한 밧데리 충전장치의 회로도.

제7도는 전송선의 개방시, 작동검출에 대한 플로우차트예를 나타내는 도면.

제8도는 본 발명에 의한 밧데리 충전장치의 전송선을 통한 송/수신 작동의 예를 도시한 차트.

제9도는 제8도에 도시된 신호를 이용하는 제7 실시예에 의한 회로도.

제10도는 본 발명의 제8 실시예에 의한 밧데리 충전장치를 도시한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 전송선 2 : 차량용 발전기

3 : 발전기측 송, 수신회로 4 : 차량측 송, 수신회로

5 : ECU 23 : 계자여자코일

24 : 조정기 280 : 비교기

281 : NOT 회로 283 : NAND 회로

본 출원은, 1994년 12월 28일 Hei에 의해 출원된 일본국 특허 출원 제 6-328404호 및 1995년 9월 22일 Hei에 의해 출원된 제 7-244748호에 의거하여 우선권을 주장했고, 그 내용을 여기에 참고로 포함시켰다.

본 발명은, 밧데리 충전상태를 나타내는 신호를 제공하고, 외부에서 언제라도 제어할 수 있는 차량용 밧데리 충전장치에 관한 것이다.

최근, 밧데리 충전장치는, 연료소비감소, 능동충격흡수, 주행성능의 향상 및 엔진 아이들링 회전수의 감소를 위해, 그리고 전열촉진(EHC)유닛을 구비한 고전력 장치등의 다목적 사용을 위해 필요하다. 결과적으로, 밧데리 충전장치는 밧데리 충전전압을 소정의 레벨로 유지시킬 뿐 아니라, 부하상태와 차량주행상태에 따라 발전기 상태를 변경하기 위해 필요하다. 이를 위해, 실시간으로 발전기 상태를 나타내는 신호를 제공할 필요가 있다.

상기 발전기 상태는, 출력전류, 출력전력, 계자전류 및 계자전류 제어트랜지스터 충격비등의 발전기 출력신호와, 밧데리 충전전압, 밧데리전압 및 고정자 위상전압 등의 발전기 출력전력과, 발전기 온도를 포함한다. 상기 상태는 발전기 상태량 표시 및 이의 변화로써 검출된다. 이 발전기는, 발전기 상태량 및/또는 이 양의 변화를 변경하도록 제어되거나, 소정의 값 내에서 발전기 상태의 최대 또는 최소표시를 제한 또는 구속함으로써 제어된다.

예컨대, 엔진의 온도가 소정의 값 보다 낮아져 엔진작동이 불안정할 때, 발전기 출력전력 또는 토오크를 저하하도록 제어하여 엔진이 정지하는 것을 방지한다. 발전기의 온도가 소정의 온도 보다 높을 때, 발전기 출력은 온도가 더 높게 상승하는 것을 방지하도록 제어된다. 상기 제어는 스위칭 트랜지스터를 제어하는 외부 ECU(전자제어유닛)에 의해 수행되어, 계자여자전류의 충격비를 변경한다.

ECU에 의해 외부제어와 감시를 제공하기 위해, 유선신호 전송 시스템이 제안되었다. 상기 시스템은 발전제어신호를 외부 ECU로부터 발전기의 전압 조정기 및 발전기 상태신호 전송선으로 전송하는 발전기 제어신호 전송선을 포함한다.

그러나, 상기 유선신호 전송 시스템은 다음과 같은 문제가 있다.

즉, 두개의 전송선은 차량의 와이어 하니스를 크고 무겁게 하여 커넥터단자의 수와 커넥터 크기를 증대시킴으로써 조정기의 크기가 커지게 되어 설치의 어려움을 유발하고, 제조단가를 증대시킨다. 도선수의 증대는, 전송선의 개방 가능성 또는 차량진동으로 인한 본체 접지 또는 밧데리와의 접촉 가능성을 증대시킴으로써 밧데리 충전시스템을 오동작시킨다. 커넥터단자의 증가는 설치작업시 사람 몸에 의해 발생되는 정전서어지 전압에 노출될 가능성을 증가시킨다.

상기 전송선이 장치에 밴드 케이블(band cable) 또는 평행 케이블(parallel cable)로 배선되면, 누화가 증대하고 SN비가 저하한다. 더욱이, 엔진실에서의 전자기노이즈가 현저하므로, 그 전자기노이즈가 누화와 중첩되는 경우, 오작동 또는 오검출을 유발할 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로써, 본 발명의 목적은, 외부 제어신호 전송선과, 단일 전송선으로의 발전기 상태 단일 전송선을, 조정기와 ECU 간의 향상된 인테페이스와 그것의 향상된 전송신호로써 결합하는 저렴하고 신뢰성 있는 밧데리 충전장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 전송신호의 높은 S/N비를 유지시키는 간단한 제어회로를 갖춘 밧데리 충전장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 발전기 제어신호 송신수단(이하, 제어신호 송신기라 함)의 출력단자와 발전기 상태신호 수신수단(이하, 상태신호 수신기라함)의 입력단자가 공통 전송선에 접속되고, 발전기 제어신호 수신수단(이하, 제어신호 수신기라함)의 입력단자와 발전기 상태신호 송신수단(이하, 상태신호 송신기라함)의 출력단자가 전송선의 발전기측 단자에 접속되는 밧데리 충전장치를 제공하는 것이다. 제어신호 송신기는 발전기 제어신호를 전송선을 통해 제어신호 수신기에 송신하고, 제어신호 수신기는 수신된 신호를 발전기 전압조정수단(이하, 전압 조정기라함)에 송신하며, 전압 조정기는 수신시 발전기 제어신호에 따라 발전기를 제어한다. 상태신호 송신기는 발전기 상태신호를 공통 전송선을 통해 상태신호 수신기에 송신하고, 상태신호 수신기는 수신된 신호를 ECU에 송신함으로써, ECU는 발전기 상태를 감시할 수 있다.

전송선이 차량진동 등으로 개방되면, 차량측 신호 수신기의 입력전압이 제어신호 송신기의 출력단에 의해 특정전압으로 변경됨으로써, 개방이 상기 상태신호수신기를 통해 외부 ECU에 의해 검출될 수 있다. 즉, 개방을 검출하기 위해 어떠한 외부회로, 신호배선, ECU의 특정입력단자 또는 인터페이스도 필요 없다. ECU는 개방 검출시 문제를 처리한다. 단일 신호전송선 만이 이용되므로, 회로가 간단해질 수 있다. 어떠한 발전기 상태신호용 및 발전기 제어신호용 평행 도선의 와이어하니스도 필요치 않으므로, 상기 평행 도선에 의해 유발된 S/N 비의 저하는 무시될 수 있어, 고 신뢰성의 신호전송을 보장한다. 또한, 전압신호와 주파수신호등의 상이한 타입의 신호가 이용되므로, 동일 타입의 신호가 있는 평행 도선 간의 누화로 인한 S/N비의 악화가 회피될 수 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 발전기 상태신호(상기 상태신호수신기로부터 수신됨)와 발전기 제어신호의 비교에 의해 전송선의 개방을 검출하는 전송선 개방검출수단이 주어진 밧데리 충전장치를 제공하는 것이다. 따라서, 개방이 검출되어 알람으로 디스플레이 장치에 표시될 수 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 제어신호 송신기의 출력단이 출력 전력스위치와 발전기측 전송선에 접속된 부하로 구성된 밧데리 충전장치를 제공하는 것이다. 상기 개방이 발생하면, 전력스위치의 온동작시 전도부하저항을 통해, 그리고 스위치의 오프동작시 비전도저항을 통해, 상기 전송선의 전압은 고전압 또는 저전압의 전압원으로 설정된다. 결과적으로, ECU가 명령신호를 송신하여 전송선의 전압을 변경할지라도 신호수신기로부터 수신된 전압이 변경되지 않는다는 사실을 ECU가 검출함으로써 상기 개방을 인식할 수 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 어떠한 명령신호도 적용되지 않아 외부전압제어가 이용될 수 없을지라도, 전압조정기가 정상적인 전압조정을 수행할 수 있으면, 발전기 제어신호 전압이 소오스전압(부하저항에 접속됨)과 같게 설정되는 밧데리 충전장치를 제공하는 것이다. 따라서 발전 정지 또는 발전이 제어되지 않는 사태가 발생하지 않는다.

본 발명의 또 다른 목적은, (주파수 신호인) PWM 제어신호가 발전기 제어신호로서 채용되어, 외부 ECU에 의한 발전기의 제어시, PWM 제어신호의 온-충격비가 여자전류 스위칭 트랜지스터에 적용되는 밧데리 충전장치를 제공하는 것이다. 따라서, 발전기 제어신호 및 발전기 상태신호 변조 및 복조를 단순화하여, 통상의 쌍방향 유선통신 시스템에 비해 매우 간단한 회로가 제공될 수 있다.

즉, 발전기 제어신호의 복조는 발전기 측에서 필요치 않는다. 발전기 제어신호가 주파수신호로 송신되므로, 보다 간단하고 복조 및 변조를 필요치 않는 송신시스템이 사용될 수 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, (발전기 제어신호인) PWM 제어신호전압의 진폭을 변조하여 발전기 상태신호를 송신하는 밧데리 충전장치를 제공하는 것이다. 따라서, 두 신호의 변조 및 복조용 회로는 단순화될 수 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, (발전기 상태신호인) DC 신호전압을 (발전기 제어신호인) PWM 제어신호전압와 결합하여 발전기 상태신호를 송신하는 밧데리 충전장치를 제공하는 것이다. 따라서, 두 신호의 변조 및 복조용 회로는 단순화될 수 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 제어신호 송신기의 출력 전력스위치의 부하소자를 포함하는 고정 임피던스를 갖는 출력회로를 상태신호 송신기가 구비하는 밧데리 충전장치를 제공하는 것이다.

밧데리 전압이 고정 임계전압 보다 높을 때만 발전기가 외부 ECU에 의해서 제어되므로, 상태 신호 송신기의 출력 임피이던스 소자가 제어신호 송신기의 출력 전력 스위치용 부하저항으로서의 역할을 할 수 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 전압 조정기의 여자전류 PWM 제어스위치로 작용하는 밧데리 충전장치를 제공하는 것으로서, 회로구조가 더욱 간단해진다.

본 발명의 또 다른 목적은, 발전기 상태신호와 발전기 제어신호의 결합신호가 DC 전압신호 성분과 PWM 신호 성분으로 구성되는 밧데리 충전장치를 제공하는 것이다. 따라서, 상기 신호를 변조하고 상기 결합된 신호를 복조하여 발전기 상태 신호와 발전기 제어신호를 얻는 것은 매우 간단함으로, 상태신호수신기와 제어신호 수신기의 회로구조는 단순화될 수 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 제어신호 수신기에 의해 수신된 발전기 제어신호를 유지하여, 그 발전기 제어신호를 전압 조정기에 제공하는 발전기 제어신호 유지회로를 더 포함하는 밧데리 충전장치를 제공하는 것이다. 따라서, 차량측 ECU는, 외부 ECU에 의해 제어될 경우, 발전기 제어신호를 송신할 필요가 없다. 또한, 발전기 제어가 필요할 경우, 발전기 제어신호는 다음 발전기 제어신호가 송신될 때까지 발전기측에 의해 계속해서 송신된다. 따라서, ECU에 설치된 마이크로컴퓨터의 태스크(task)가 줄어들어 저렴한 마이크로컴퓨터가 이용될 수 있거나 또는 성능이 향상될 수 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 상태신호 송신기 또는 제어신호 송신기에 의해 전송선에 전력이 제공되고, 부하소자가 (상태신호 송신기와 제어신호 송신기중 나머지 하나의 드라이버 소자인) 출력전력 스위치와 병렬접속된 밧데리 충전장치를 제공하는 것이다. 따라서, 전송선이 발전기측 단자로부터 개방되면, 발전기측 단자전압이 정규적인 자기 통제 발전기 상태와 거의 동일하게 됨으로써, 상기 개방이 차량측 ECU의 외부제어를 방해할지라도 밧데리 과충전 또는 밧데리 드레이닝(draining)은 방지되어, 안전하고 신뢰성 있는 차량용 밧데리 충전장치가 제공된다.

본 발명의 또 다른 목적은, 발전기 상태신호가 (여자전류의 PWM 제어를 위해 전압 조정기에 의해 제공되는) PWM 신호에 상응하는 신호가 되는 밧데리 충전장치를 제공하는 것이다. 차량측 ECU가 발전기 부하상태를 감시할 경우, 상태신호 송신기에 의해 PWM 신호가 송신가능함으로써, 신호는 복잡한 신호변조회로를 이용하지 않고 전송선으로 송신될 수 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 발전기 제어신호가 전압 조정기에 의해 조정되는 전압에 상응하는 신호를 포함하는 밧데리 충전장치를 제공하는 것이다. 차량의 가속시 전압조정기에 의해 조정되는 전압이 정규적인 차량구동전압보다 낮게 설정되어, 차량가속시의 발전기 전력은 정규적인 출력전력보다 낮게 설정되어서 엔진의 부하를 줄임으로써, 차량의 가속성능을 향상시킨다. 차량의 감속시 발전기 전압은 조정되어 정규전압보다 높게됨으로써 차량 운전 관성력은 재발전에 이용될 수 있다. 따라서, 연료소모는 개선되고 ECU는 발전기 전압을 감시할 필요가 없으므로 ECU의 태스크를 줄인다.

본 발명의 또 다른 목적은, 발전기 제어신호가 (여자전류의 PWM 제어하는)전압 조정기의 여자전류 최대 충격비를 제한하는 밧데리 충전장치를 제공하는 것이다. 따라서, 엔진의 계속된 냉각시 과도한 발전이 억제될 수 있어, 엔진이 아이들링하거나 저속 주행할 경우 발전기의 토오크가 제한됨으로써 엔진정지를 억제할 수 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 발전기 제어신호가 (여자전류의 PWM 제어하는) 전압 조정기의 여자전류 온-듀티(on-duty)변화량에 상응하는 신호가 되는 밧데리 충전장치를 제공하는 것이다. 상기 변화량은, 차량주행상태에 따라 전환될 수 있어, 엔진의 아이들링 또는 저속 주행시 제한됨으로써, 엔진정지 등이 억제될 수 있다.

또한, 여자전류 온-듀티 변화량이 전기부하의 변경에 따라 제어될 수 있으므로, 발전기 출력전압에 있어서의 예기치 않은 감소가 억제될 수 있어 헤드라이트의 깜박거림이 방지된다.

[제1 실시예]

제1 실시예에 의한 차량용 밧데리 충전장치를 제1도를 참조하여 설명하기로

한다.

본 실시예는, 발전기 제어신호로서 주파수변조(FM)신호를 사용하고, 발전기 상태신호로서 (저주파 AC 신호를 포함하는) DC 전압신호를 사용하여 쌍방향 실시간 통신을 수행한다.

참조번호 1은 전송선을, 2는 차량용 발전기를, 3은 발전기측 송/수신회로를, 4는 차량측 송/수신회로를, 그리고 5는 마이크로컴퓨터를 구비한 ECU(전자제어유닛)를 나타낸다.

발전기(2)는, 엔진에 의해 구동되는 3상 동기 AC 발전기로서, 전기자코일(21), 밧데리(도시하지 않음)에 공급될 3상 출력전압을 정류하는 정류유닛(22), 계자여자코일(field exciting coil)(23), 여자코일(23)에 공급된 여자전류를 제어하는 전압조정기, 및 플라이휘일 다이오드(25)를 구비한다. 발전기(2)는 공지되어 있어 그에 대한 더 이상의 설명은 생략하기로 한다.

발전기측 송/수신회로(3)(이하, 발전기 T-R회로라 함)는 상태신호 송신부와 제어신호 수신부로 구성되어 있다. 상태신호 송신부는, 전송선(1)과 전원(Vcc) 사이에 접속된 저항(31), 저항(32) 및 에미터를 통해 접지단자에 접속된 트랜지스터(33)의 직렬회로로 구성되어 있다. 제어신호 수신부는 비교기(34) 및 f-V 변환기(35)로 구성되어 있다. 전송선(1)의 일단은 전송선의 전압을 기준전압(Vr1)과 비교하여 출력신호를 제공하는 비교기(34)의 입력단자에 접속되어 있는데, 상기 출력신호는 f-V변환기(35)에 의해 변환되어, 상기 조정기로 송신된다. 저항(31)은 후에 설명되는 개방-컬렉터형 에미터 접지 트랜지스터(42)의 부하로서의 역할을 한다.

차량측 T-R회로(4)는 제어신호 송신부와 상태신호 수신부로 구성되어 있다. 제어신호 송신부는, 저항(41b), 트랜지스터(42) 및 V-f인버터(43)로 구성되어 있다. 저항(41b)과 에미터 접지 트랜지스터(42)는 직렬접속되어 전송선(1)을 접지단자에 접속시킨다. 상태신호 수신부는 피크홀드회로(Peak hold circuit)(44)와 비교기(45)로 구성되어 있다.

이하, 상기 회로의 작동을 설명하기로 한다.

조정기(24)는, 공지된바와 같이, 밧데리전압(Vb)의 분압(divided voltage)과 소정의 임계전압(Vref)을 비교하여 스위칭 트랜지스터(24a)를 온/오프하여서 여자회로의 펄스폭 변조 제어(이하, PWM-제어라함)함으로써, 밧데리전압을 지정전압으로 유지한다. 이를테면, 밧데리전압(Vb)의 분압이 임계전압(Vref) 보다 높으면 스위칭 트랜지스터(24a)는 오프되는 한편, 상기 분압이 임계전압(Vref) 보다 낮으면 트랜지스터(24a)는 온된다.

ECU(5)의 발전제어는 다음에 설명하기로 한다.

ECU(5)는 발전명령신호(Vgc)를 V-f변환기(43)로 송신한다. 발전명령신호(Vgc)는 트랜지스터(24a)를 온시키기 위한 제 1 전압레벨과, 트랜지스터(24a)를 오프시키기 위한 제 2 전압레벨을 가진다. V-f변환기(43)는, 제 1 전압레벨을 제 1 사이클을 갖는 이진펄스전압으로, 제 2 전압레벨을 제 2 사이클을 갖는 이진펄스전압으로 변환시킴으로써, 이들 사이클에 따라 트랜지스터(42)를 온/오프시킨다. 따라서, 트랜지스터(33)가 오프상태에 있는 동안, 일정한 사이클로 고레벨전압(VH)과 저레벨전압(VL) 사이를 변경하는 펄스신호전압이 비교기(34)의 입력단자에 제공된다. 트랜지스터(33)가 온상태이면, 상기 고레벨전압(VH)과 저레벨전압(VL)은 전압강하로 인해 각각 VH′ 와 VL′ 로 감소된다.

비교기(34)의 임계레벨전압(Vr1)이 고레벨전압(VH 및 VH′) 보다 낮고 저레벨전압(VL 및 VL′) 보다 높으면, 트랜지스터(42)의 스위칭 동작 또는 발전제어신호의 전송이 정상적으로 검출된다.

트랜지스터(42)의 컬렉터전압은 트랜지스터(42)가 온되는 경우 접지레벨로 된다. 트랜지스터(42)의 컬렉터전압은, 트랜지스터(42, 33)가 오프될 경우 고 레벨전압(VH)이 되고, 트랜지스터(42)가 온상태이고 트랜지스터(33)가 오프상태일 경우 고레벨전압(VH′)으로 됨으로써, 트랜지스터(42)의 컬렉터전압이 비교기(45)의 입력단자에 제공되기 전의 고정주기 동안 피크홀드회로(44)에 의해 유지되고, 임계전압(Vr2)이 VH와 VH′ 사이로 설정되면, 발전기 상태신호가 정확히 송/수신될 때 비교기(45)의 출력전압은 트랜지스터(33)의 온 및 오프상태에 의해 변한다.

발전기 상태신호는, 발전기가 전력을 발생하는지의 여부를 나타낼 수 있고, 밧데리 전압의 아날로그값을 송신 또는 수신할 수 있다. 예컨대, 트랜지스터(33)가 밧데리전압의 아날로그값에 비례하는 온-충격비에 따라 PWM-제어되면, 비교기(45)의 출력신호는 밧데리 아날로그값의 PWM 신호가 된다.

전송선(1)이 개방되면, 상태는 트랜지스터(42)가 오프상태일 때와 같게 됨으로써, f-V변환기(35)의 출력전압이 조정기(24)에 인가될 때 조정기가 발전기 출력전압을 밧데리전압으로 유지하도록 제어되면, 전체 발전정지 또는 억제되지 않는 발전등의 비정상적인 상태가 방지될 수 있다. ECU(5)가 스위칭 명령신호를 트랜지스터(42)에 송신하지만 비교기(45)의 출력전압이 변경되지 않으므로, 전송선(1)의 개방이 쉽게 검출된다. 제7도는 전송선의 개방이 검출될 경우 ECU(5)의 동작에 대한 플로우차트를 도시한다.

제 1 실시예에 따르면, 전송선(1)의 개방이 쉽게 검출되고 전송선(1)이 단일케이블선으로 구성되므로, 이와 다르게 분리된 발전제어신호 전송선과 발전기 상태 신호 전송선 사이의 누화가 감소됨으로써, 구동소자의 출력 임피던스를 증가시킨다. 따라서 초소형의 구동소자가 밧데리 충전장치에 이용되는데, 이는, 저전력을 소모하게 하고, 전송선(1)이 개방될지라도 정상적으로 작동할 수 있는 장치 구조를 간단하게 한다.

[제 2 실시예]

제 2 실시예를 제2도를 참조하여 설명하기로 한다. 동일 참조번호는 동일 부품, 동일 소자 또는 동일 부분을 나타내고, 상술한 설명에 대해서는 이하에 생략하기로 한다. 제 1 실시예에 의한 발전기 T-R회로(3)는 생략되고, 제 1 실시예에 의한 차량의 T-R회로는 본 실시예에서 변경되었다.

본 실시예의 조정기(24)는 발전기 T-R회로의 역할을 하는 전단전력증폭회로(24b)를 구비한다.

전단전력증폭회로(24b)는 접지된 에미터와 부하저항(r1)을 가진 트랜지스터(26)로 구성된 인버터회로이다. 전송선(1)은, 트랜지스터(26)와, 접지된 에미터를 가진 트랜지스터(42)의 부하저항으로서의 역할을 하는 저항(rl) 사이 부분에 접속되어 있다. 상태신호수신부의 입력단인 증폭기(46)는 전송선(1)에 접속되어 있다.

조정기는 공지된 방식으로 작동한다. 즉, 저항(r2, r3)에 의해 밧데리전압(B 전압)을 분배하여 주어지는 전압이 소정레벨 보다 높으면 제너다이오드(27)가 온되어 트랜지스터(26)를 온시킴으로써, 발전기(2)의 발전을 정지시킨다. 한편, 상기 분배된 전압이 소정값 보다 낮으면 제너다이오드(27)가 오프됨으로써 트랜지스터(24a)를 온시켜 발전을 개시한다. 따라서, 밧데리전압은 고정된 범위 내에서 조정된다.

신호의 송/수신 동작을 다음에 설명하기로 한다.

전송선(1)의 일단이 전단전력증폭회로(24b)의 출력단자에 접속되므로, 트랜지스터(42)가 오프상태이면, 전단전력증폭회로(24b)의 출력전압(Lo 또는 Hi)은 발전기가 출력전압을 발생하고 있는지의 여부를 나타내는 발전기 상태신호가 된다.

상기 전압(Lo 또는 Hi)은 증폭기(46)에 의해 수신된다.

제어신호 송신부의 소자인 트랜지스터(42)가 온되면, 전송선(1)의 전압이 로우(low)되어 트랜지스터(24a)를 오프시킴으로써, 여자전류를 차단하여 발전을 정지시킨다. 발전정지는 증폭기(46)에 의해서 즉시 검출된다.

전술한 바와 같이, 제 1 실시예에 설명된 바와 같은 상태신호 송신부와 제어신호 수신부는 실질적으로 생략될 수 있어, 상태신호 송신부와 상태신호 수신부는 간단하게 만들어질 수 있고, 거의 변조 또는 복조가 필요 없게 됨으로써, 매우 간단한 회로를 가진 장치가 제공된다.

전송선이 개방되면, 제1 실시예와 같은 작동이 수행되어, 상기 개방은 제 1 실시예와 동일한 방식으로 검출된다.

[제 3 실시예]

제 3 실시예에 의한 차량용 밧데리 충전장치를 제3도를 참조하여 설명하기로 한다.

발전기 출력전압과 조절된 전압의 비교 결과값이 제3 실시예에서의 발전기 상태신호로서 송신된다.

제2도에 도시된 제 2 실시예에 의한 제너다이오드(27)는 본 실시예에서 비교기(280)로 교체된다. 비교기(280)의 출력전압은 NAND 회로(283) 및 베이스전류 제한저항(rb)을 통해 트랜지스터(26)의 베이스에 제공된다. 비교기(280)의 출력전압은 NOT 회로(281) 및 저항(r4)을 통해 전송선에 송신된다. 전송선(1)의 출력전압은 NOT회로(282)를 통해 NAND 회로(283)로 전송됨으로써, NOT 회로(281)와 저항(r4)은 상태신호 송신부를 구성하고, NOT 회로(282)는 제어신호 수신부를 구성한다.

또한, 제 2 실시예에서의 접지된 에미터를 가진 트랜지스터(42)는 전송선(1)에 접속된 개방된 에미터를 가진 에미터 폴로어 트랜지스터(emitter follow transistor)(42a)로 대치된다. 즉, 트랜지스터(42a)는 제어신호 송신부를 구성하여, NOT회로(281)와 저항(r4)은 트랜지스터(42a)의 부하를 구성한다.

다음에 작동을 설명하기로 한다.

조정기(24)는 이전 실시예와 동일방식으로 작동한다. 밧데리전압의 분배된 전압(Vb)은 직렬회로(r2, r3)로 구성된 밧데리전압 분배회로에 의해 주어져, 비교기(280)에 의해 기준전압(Vref)과 비교되어서, 그 비교결과에 상응하는 이진신호전압이 NAND 회로(283)로 송신된다.

분배된 전압(Vb)이 기준전압(Vref) 보다 높으면, NOT 회로(281)의 출력전압은 하이로 되고, NOT 회로(282)의 출력전압은 트랜지스터(42a)의 온상태의 여부에 관계없이 로우로 된다. 따라서, NAND 회로(283)의 출력단자는 하이로 되어, 트랜지스터(24a)를 온시켜 트랜지스터(24a)는 여자전류를 차단한다. 즉, 밧데리전압이 충분히 높으면(밧데리가 충분한 용량을 가져 다양한 부하를 구동할 경우, 또는 어떤 다른 용량도 가지지 않고 전력을 충전할 경우), 조정기(24)는 발전기 제어신호에 관계없이 발전을 정지시킨다.

한편, 분배된 전압이 기준전압(Vref) 보다 낮으면, 비교기(280)의 출력전압은 하이가 되고, 전송선(1)이 개방되더라도, NOT 회로(281)의 출력전압은 로우로 되어, 정상적인 발전이 수행된다. 발전기 제어신호가 외부에서 제공되지 않거나 또는 트랜지스터(42a)가 오프상태이면, NOT 회로(282)의 출력전압은 하이로 되어, NAND 회로(283)의 두입력단자가 하이로되어 트랜지스터(26)에 로우신호를 전송한다. 따라서, 트랜지스터(26)가 오프되어 트랜지스터(24a)를 온시킴으로써 여자전류를 공급한다. 즉, 밧데리전압이 낮고 트랜지스터(42a)가 오프상태로 되면 발전이 수행되지 않는다.

NOT 회로(281)의 출력전압이 로우로 되는 동안 트랜지스터(42a)가 온되면, 하이신호가 NOT 회로(282)에 제공되어, NAND 회로(283)가 트랜지스터(26)에 하이신호를 제공해서 온시켜, 트랜지스터(24a)는 비전도상태로 되어 여자전류를 차단한다. 즉, 트랜지스터(42a)가 온되면 밧데리 전압과 관계없이 발전이 정지된다.

상기 발전제어 모드는 다음과 같이 요약된다.

발전정지명령이 외부에서 조정기(24)로 제공되면(트랜지스터가 온 상태일 경우) 발전이 밧데리전압과 관계없이 정지될 수 있다. 이 기능은 차량이 언덕을 오를때에 효과적이다.

전술한 바와 같이, 본 실시예는 외부로부터의 간단한 회로에 의해 발전을 정지시킨다.

증폭기(46)에 의한 발전기 상태신호의 수신동작을 다음에 설명하기로 한다.

전술한 바와 같이, NOT 회로(282)의 입력전압(Vout)이 로우이면 발전기가 전력을 발전하고 있음을 표시하고, 전압(Vout)이 하이이면 발전기가 발전을 정지함을 표시한다. 이에 따라 증폭기(46)는 이 정보를 수신한다.

전송선(1)이 개방되면, 본 실시예는 제1 실시예와 같은 방식으로 작동하여 그 개방을 검출한다.

[제 4 실시예]

이하, 제 4 실시예에 의한 밧데리 충전장치를 제 4 도를 참조하여 설명하기로 한다.

제3도에 도시된 제 3 실시예에 의한 NOT회로(282)는, 전압분배저항(r5, r6), 제너다이오드(285), 접지된 에미터를 가진 트랜지스터(286) 및 저항(r7)으로 대체된다.

전송선(1)의 발전기측 단자(T)상 전압은 저항(r5, r6)을 포함하는 전압분배회로에 의해 분배되어, 제너다이오드(285)를 통해 트랜지스터(286)의 베이스에 제공된다. 저항(r7)은, 트랜지스터(286)의 부하이고, 트랜지스터(286)와 함께 인버터회로 또는 NOT회로를 구성하며, 이 회로의 출력전압은 (제3 실시예에서와 같이) NAND회로(283) 및 저항(rb)을 통해 트랜지스터(26)에 제공된다.

제3 실시예와 다른 특정한 양상의 작동을 다음에 설명하기로 한다.

본 실시예에서, 트랜지스터(42a)의 컬렉터전압(Vcc)은 단자(T)의 출력전압(Vout) 보다 높게 설정된다.

밧데리전압(Vb)이 기준전압(Vref) 보다 높고, NOT 회로(281)가 하이신호를 제공하며, 트랜지스터(42a)가 오프상태에 있으면, 전압분배저항(r5, r6)은 NOT 회로(281)의 하이신호를 분배하여 제너다이오드(285)에 제공한다. 이때, 제너전압이 NOT회로(281)의 신호(Hi) 보다 높으면, 트랜지스터(286)는 하이신호를 제공한다.

그러나, 비교기(280)의 출력전압이 로우이므로, NAND 회로(283)는 하이신호를 제공함으로써 트랜지스터(26)는 온되어 트랜지스터(24a)는 오프되어서 발전을 정지한다.

밧데리전압이 기준전압(Vref) 보다 낮아 NOT 회로(281)가 로우신호를 제공하며, 트랜지스터(42a)가 오프상태이면, 트랜지스터(286)가 하이신호를 제공하여 비교기(280)가 하이신호를 제공하여 NAND 회로(283)가 로우신호를 제공함으로써, 트랜지스터(26)는 오프되어 트랜지스터(24a)는 온되어서 발전을 개시한다.

트랜지스터(42a)가 오프상태일 때, 트랜지스터(26)는 밧데리전압의 분배전압이 기준전압(Vref)과 일치하도록 제어된다.

트랜지스터(42a)가 온상태에 있으면, 단자(T)의 출력전압(Vout)은 다음과 같이 된다 : Vout = Vcc - 0.75 V. 이 전압은 분배되고 제너다이오드(285)에 제공된다. Vcc - 1.5 V가 제너다이오드(285)의 제너전압 보다 높으면, 트랜지스터(286)는 온되어 비교기(280)의 출력전압에 관계없이 NAND 회로(283)가 하이신호를 제공하도록 함으로써, 트랜지스터(26)는 온되어 트랜지스터(24a)가 오프되어서 발전을 정지한다.

본 실시예에서, 트랜지스터(42a)가 온상태일 때 발전을 강제적으로 정지시키는 제 1 모드와, 트랜지스터(42a)가 오프상태이고 분배된 밧데리전압이 기준전압보다 낮을 때 발전을 수행하는 제 2 모드와, 트랜지스터(42a)가 오프상태이고 분배밧데리전압이 기준전압 보다 높을 때 발전을 정지시키는 제3 모드가 있음을 주목해야한다.

본 실시예에서, 증폭기(46)의 입력전압이, 제 1 모드의 경우 Vcc - 0.75와 같게되고, 제 2 모드의 경우 로우(접지전압)와 같게되며, 제 3 로드의 경우 전압분배저항(r4, r5 및 r6)의 분배전압으로 된다. 따라서, 정상적인 발전, 발전의 강제정지 및 정상적인 발전정지가 간단한 회로에 의해 인지될 수 있다.

[제 5 실시예]

본 발명의 제 5 실시예에 의한 밧데리 충전장치를 제5도를 참고로 설명하기로 한다.

본 실시예에서는, 제 3 실시예에 의한 NAND 회로(283)가, 제 2 비교기(291), NOT 회로(292), AND 회로(293, 294) 및 NOR 회로(295)로 대체된다.

전송선(1)의 발전기측 단자(T)의 전압(Vout)은, NOT 회로(282)를 통해 NAND 회로(294)에, 그리고 NOT 회로(292)를 통해 AND 회로(293)에 인가된다. 제 2 비교기(291)는, 분배된 밧데리전압을 기준전압(Vref2)과 비교하여, 그 비교결과를 AND회로(293)에 제공한다. 비교기(280)는 비교결과를 AND 회로(294)에 제공한다. 제 2 기준전압(Vref2)은 기준전압(Vref) 보다 낮게 설정된다.

제 3 실시예와 다른 제 5 실시예의 특징적인 양상에 대한 작동을 하기에 설명하기로 한다. 트랜지스터(42a)(제3도에 도시됨)가 온상태에 있을 때, 전송선(1)의 전압(Vout)은 트랜지스터(42a)의 전원전압(Vcc)에 의해 일정하게 유지되고, NOT 회로(282)는 신호(Lo)를 제공하여, 결과적으로, AND회로(294)는 항상 로우신호를 제공함으로써, AND회로(293)는 비교기(291)의 출력전압에 따른 신호를 제공한다.

즉, 분배된 밧데리전압(Vb)이 기준전압(Vref2) 보다 낮을 때, AND 회로(293)는 하이신호를 제공하고, NOR 회로(295)는 로우신호를 제공하며, 트랜지스터(26)가 턴오프되어 트랜지스터(24a)는 온됨으로써 발전을 개시한다.

트랜지스터(42a)(제3도 참조)가 오프상태일 때의, 장치 작동을 다음에 설명 하기로 한다.

분배된 밧데리전압(Vb)이 기준전압(Vref) 보다 높을 때, 비교기(280, 291)의 출력전압이 로우가 되고, AND 회로(293, 294)의 출력전압이 로우가 되며, NOR 회로(295)의 출력전압이 Hi가 되며, 트랜지스터(26)가 온되어 트랜지스터(24a)는 오프됨으로써 발전을 정지한다. 한편, 분할된 밧데리전압(Vb)이 기준전압(Vref) 보다 낮으면, 비교기(280)의 출력전압이 하이가 되고, 발전기 단자전압(Vout)이 로우로 되며, AND 회로(293)는 로우신호를 제공하고, 트랜지스터(26)가 오프되어, 트랜지스터(24a)는 온되어서 발전을 개시한다. 즉, 분할된 밧데리전압(Vb)이 기준전압(Vref) 보다 높으면 발전이 정지되고, 분할된 밧데리전압이 기준전압 보다 낮으면 발전이 수행된다. 따라서, 트랜지스터(42a)의 오프시, 조정기(24)는 여자전류를 제어하여 분배된 밧데리전압이 기준전압(Vref)과 같게된다.

증폭기(46)의 수신전압인, 전송선(1)의 전압을 아래에 설명하기로 한다.

트랜지스터(42a)가 온상태에 있는 동안, 즉, 명령신호가 주어져 제 2 기준전압(Vref)을 유지하거나 또는 발전기가 현재 기준 전압(Vref)으로 전력을 발전하는 동안, (전송선(1)의 전압(Vout)이 나타나는) 단자(T)는 하이신호를 수신한다. 한편, 발전기가 현재 발전을 정지하여 기준전압(Vref)을 유지하는 동안 단자는 로우신호를 수신한다.

상기 상태들은 이들 신호로써 검출될 수 있다.

[제 6 실시예]

제 6 실시예에 의한 밧데리 충전장치를 제6도를 참조하여 설명하기로 한다.

제5도에 도시된 제 5 실시예에 의한 NOT 회로(292)는 본 실시예에서 생략되었다. 기준전압(Vref) 보다 높은 제 1 기준전압(Vref1)이 제 2 비교기(291)의 양극단자에 제공되고, 발전기 제어신호 송신부의 출력회로는 제 2 실시예와 같은 트랜지스터(42)를 구비한다.

제 5 실시예와 상이한 특정 양상의 작동에 대해서만 설명하기로 한다.

초기에, 트랜지스터(42)가 온상태이면, 전송선의 전압(Vout)은 로우이고, NOT 회로(282)의 출력전압은 하이로 유지되어, 분배된 밧데리전압(Vb)이 제 1 기준전압(Vref1) 보다 높을 때만 NOR 회로(295)는 하이신호를 제공함으로써, 트랜지스터(26)는 온상태이고, 트랜지스터(24a)는 오프상태가 되어 발전을 정지한다. 한편 분배된 밧데리전압(Vb)이 제 1 기준전압(Vref1) 보다 낮으면, AND 회로(293)는 하이신호를 제공하고, NOR 회로(295)는 로우신호를 제공함으로써, 트랜지스터(26)는 오프되어, 트랜지스터(24a)는 온되어서 발전을 수행한다.

트랜지스터(42)가 오프상태일 때, 분배된 밧데리전압(Vb)이 기준전압(Vref)보다 높으면 AND 회로(293, 294)가 로우신호를 각각 수신하고, NOR 회로(295)가 하이신호를 제공함으로써, 트랜지스터(26)는 온상태가 되어, 트랜지스터(24a)가 오프상태로 되어서 발전을 정지한다. 분배된 밧데리전압(Vb)이 기준전압(Vref) 보다 낮으면, AND 회로(293, 294)가 하이신호를 각각 수신하고, NOR 회로(295)는 로우신호를 제공함으로써, 트랜지스터(26)는 오프되어, 트랜지스터(24a)는 온되어서 발전을 수행한다.

요약하면, 트랜지스터(42)가 온상태일 때, 발전기는 분배된 밧데리전압이 제 1 기준전압(Vref1)과 일치하도록 제어되고; 트랜지스터(42)가 오프상태일 때, 발전기는 분배된 밧데리 전압이 기준전압(Vref)과 일치하도록 제어된다.

따라서, 밧데리전압은 발전기 상태에 따라 상이하게 제어될 수 있고, 양 전압의 차이에 상응하는 전력은 밧데리 충전용량의 결핍 없이 이용될 수 있다.

증폭기(46)에 인가되는 전압을 다음에 설명하기로 한다.

분배된 밧데리전압을 제 1 기준전압(Vref1)으로 유지하는 모드시에, 전송선(1)의 전압은 로우이다. 분배된 밧데리전압(Vb)을 상기 기준전압(Vref)으로 유지하는 모드시에, 분배된 밧데리전압(Vb)이 기준전압(Vref) 보다 낮으면 전송선(1)의 전압은 로우이다. 분배된 밧데리 전압(Vb)을 유지하는 모드시에, 분배된 밧데리 전압(Vb)이 기준전압(Vref) 보다 높으면 전송선(1)의 전압은 하이로 된다. 따라서, 발전기 상태는 검출될 수 있다.

[제 7 실시예]

제 7 실시예에 의한 밧데리 충전장치를 제8도 및 제9도를 참조하여 설명하기로 한다. 제 2 실시예에 의한 제너다이오드(27)는 본 실시예에서는 비교기(280)로 대체되어 있고, 본 실시예에 의한 밧데리 충전장치의 발전기 출력전압은 전압분배저항의 분배비를 변경시킴으로써 변경된다.

발전기측과 ECU측 간의 양방향 통신은 본 실시예에서는 전송선(1)을 통해 수행된다. 제8도는 발전기 상태신호와 발전기 제어신호의 합성신호로서 DC 전압신호성분과 PCM 신호성분으로 구성된 신호의 예를 도시한다. 발전기 제어신호가 DC전압레벨로 송신되고, 발전기 상태신호는, 분할된 밧데리전압을 기준전압(Vref)과 비교하는 비교기(280)의 출력신호로 송신됨으로써, 전송선(1)에 의해 송신된 신호는 DC 전압성분과 PWM 신호성분으로 구성된다.

차량측 T-R회로(4)는 저항(r40) 및 비교기(400)로 구성된 상태신호 수신부와, 저항(r41, r42 및 r43)과 트랜지스터(40 및 41)로 구성된 제어신호 송신부를 포함한다. 발전기 제어신호 송신부의 작동을 이후 설명하기로 한다. 저항(r41)의 일단은 전압원(Vcc)에 접속되고, 그 타단은 발전기 상태신호를 검출하는 저항(40)과 저항(r42, r43)의 각단에 접속되어 있다. 각 저항(r42, r43)의 타단은 각기 접지 에미터를 가진 트랜지스터(40, 41)의 각 컬렉터에 각각 접속되어 있다. 트랜지스터(40, 41)는 ECU(5)의 신호에 따라 온/오프된다.

발전기측 제어신호 수신부는 비교기(300, 301)와 저항(r31)으로 구성되어 있다. 비교기(300)의 음극입력단자, 비교기(301)의 양극입력단자, 및 저항(r31)의 일단이 전송선(1)의 발전기측 단자(T)에 접속되어 있다. 기준전압(Vr2)이 비교기(300)의 양극입력단자에 제공되고, 기준전압(Vr1)은 비교기(301)의 음극입력단자에 제공된다. 기준전압(Vr2)은 기준전압(Vr1) 보다 높게 설정된다. 발전기 제어신호 송신부의 두 트랜지스터(40, 41)가 ECU(5)에서 오프신호를 수신하면, 발전기측 단자(T) 전압(Vout)은, 저항(r31) 및 직렬접속저항(r40, r41)에 의해 Vcc가 분배된 후 주어지는 Vout1로 된다. 전압(Vout1)은 기준전압(Vr2) 보다 높다. ECU(5)의 명령 신호에 따라 트랜지스터(40)가 온됨과 아울러 트랜지스터(41)가 오프되면, 발전기측 단자(T)의 전압(Vout)은 저항(r41)에 의한 전압강하로 인해 Vout2가 되는데, 이는 기준전압(Vr2) 보다 낮고 기준전압(Vr1) 보다 높다. 트랜지스터(40, 41)가 ECU(5)의 명령에 의해 온되면, 발전기측 입력단자(T)의 전압(Vout)은 기준전압(Vr1) 보다 낮은 Vout3가 된다.

제어신호 수신부의 비교기(300) 출력전압이 베이스저항(rb)을 통한 트랜지스터(29) 및 AND 회로(302)에 제공된다. 비교기(301)의 출력전압이 AND 회로(302)에 제공되어, 그 AND 회로의 출력전압은 베이스저항(rb)을 통해 트랜지스터(28)의 베이스에 제공된다. 트랜지스터(28, 29)의 컬렉터는, 트랜지스터(28, 29)의 온-오프 작동에 응답하여 전압분배비를 변경하기 위해, 저항(r4, r5) 각각을 통해 저항(r2, r3)의 접속점에 접속됨으로써, 발전기 출력전압은, 정규전압(Vreg), 고전압(VHi) 또는 저전압(VLo)으로 제어될 수 있다.

구체적으로는, 기준전압(Vr2) 보다 높은 전압(Vout1)이 단자(T)에 제공되면, 비교기(300)의 출력전압이 로우로 되어, 두 트랜지스터(28, 29)는 오프되어서 전압분배비를 증가시킴으로써 발전기 출력전압은 VLo가 된다. 기준전압(Vr1) 보다 낮은 전압(Vout3)이 단자(T)에 제공되면, 비교기(300)의 출력전압은 하이로 되고, 비교기(301)의 출력전압은 로우로 되어, 트랜지스터(29)가 온되어서 전압분배비를 줄임으로써, 발전기의 출력전압은 정규전압(Vreg)으로 된다. 한편, 기준전압(Vr2)보다 낮고 기준전압(Vref1) 보다 높은 전압(Vout2)이 단자(T)에 적용되면, 비교기(300, 301)의 두 출력전압은 하이로되어 두 트랜지스터(29, 28)는 온되어서 전압분배비를 줄일으로써, 발전기 출력전압은 정규출력전압보다 높게 된다.

상태신호 송신부는, 트랜지스터(30)와, 트랜지스터(30)의 컬렉터와 단자(T) 사이에 접속된 저항(r30)으로 구성되어 있다. 비교기(280)의 출력전압은 NOT 회로(303)를 통해 트랜지스터(30)의 베이스에 제공된다. 따라서, 비교기(280)의 출력전압이 로우이면 트랜지스터(30)가 온되고, 하이이면 오프된다. 저항(r30)이, 저항(r31) 보다 작고, 저항(r42, r43)중 어떤 하나 보다 크게 설정되므로, 단자(T) 전압(Vout1)은 기준전압(Vr2) 보다 높게 되고, 트랜지스터(30)의 온동작시 출력전압(Vout2)이 기준전압(Vr1) 보다 높게 된다. 따라서, 발전기 상태신호를 검출하는 저항(r40)을 가로질러 차전압이 나타남으로써 비교기(40)는 온상태에 있는 트랜지스터(30)를 검출할 수 있다. 결국, 트랜지스터(30)가 온/오프되어 발전기 상태신호를 송신할 경우, 상기 신호에 따른 차전압이 감지 저항(r40)을 가로질러 발생된다. 차전압은 비교기(400)에 의해 비교되어, 그 비교기의 출력전압은 ECU(5)에 제공된다.

요약하면, 발전기 출력전압은, 발전기 제어신호 송신회로의 트랜지스터(40, 41)를 온/오프시키는 ECU(5)에 의해서, 정규전압으로 유지되거나, 차량 가속성능을 향상시키기 위해 낮추어지거나, 또는 차량 감속시 재발전을 위해 증가될 수 있다. (발전기 상태신호인) PWM 신호가 DC 전압신호로부터 분리될 수 있으므로, DC 전압신호가 변경될지라도(또는 발전기 상태가 변경될지라도) ECU는 항상 발전기 상태를 감시할 수 있다. 전송선(1)이 개방되면, 단자(T) 전압은 저항(r31)에 의해 기준전압(Vr1)보다 낮게 유지되어 정규적인 발전 상태(자기 통제 발전)를 수행함으로써, 과도한 밧데리 충전 또는 밧데리 드레이닝이 방지될 수 있다. 전송선(1)이 개방되면, 감지저항(r40)을 가로지르는 전압은 소멸되어 ECU(5)에 의해서 쉽게 검출된다.

[제 8 실시예]

제 8 실시예에 의한 밧데리 충전장치를 제10도를 참조하여 설명하기로 한다. 제 2 실시예에 나온 제너다이오드(27)는, 비교기(280), NAND 회로(281, 282), NOT 회로 (283) 및 발진기(284)로 대체된다. 여자전류 스위칭 트랜지스터의 충격비의 최대값은 차량측 ECU에 의해 제공된 제어신호에 의해 제어될 수 있다. 즉, 발전기 제어신호 유지회로(6)가 발전기 전압 조정기와 신호수신부 사이에 배치되어 있다.

제어신호 수신부는 비교기(300, 301)로 구성되어 있다. 기준전압(Vr2)은 비교기(300)의 음극단자에 제공되고, 기준전압(Vr1)은 비교기(301)의 양극단자에 제공된다. 기준전압(Vr2)은 기준전압(Vr1) 보다 높게 설정되어 있다. 비교기(300)의 양극단자와 비교기(301)의 음극단자는 단자(T)에 함께 접속되어 있다. 발전기 상태 출력회로는, 조정기의 비교기(280) 출력전압이 NAND 회로(281)를 통해 제공되는 베이스를 갖춘 트랜지스터(30), 트랜지스터(30)의 컬렉터와 단자(T) 사이에 접속된 저항(r30), 전압원(Va)과 단자(T) 사이에 접속된 저항(r31), 그리고 단자(T)와 접지단자 사이에 접속된 저항(r32)으로 구성되어 있다. 전압원(Va)은 (차량측 전송선과 접지단자 사이에 접속된) 저항(r31, r32)과 저항(r40)으로 구성된 분배회로에 의해서, 단자(T)의 전압(Vout)으로 분배된다. 트랜지스터(30)가 온되면, 단자(T)의 전압(Vout)은 저항(r30)에 의해 Vout′로 저하된다.

발전기 상태신호 수신부는, 음극단자에 전송선(1)의 단자(T)가 접속되고, 양극단자에 기준전압(Vr3)이 공급된 비교기(400)로 구성되어 있다. 단자(T)의 출력전압(Vout)과 각 기준전압 사이의 관계는 다음과 같다.

Vr2 ＞ Vout ＞ Vr3 ＞ Vout′＞ Vr1

발전기 제어신호 송신부는, 에미터에 전압원단자(Vcc)가 접속됨과 아울러 컬렉터에 전송선의 출력단자(T)가 접속된 트랜지스터(40)와, 에미터가 접지된 트랜지스터(41)로 구성되어 있다. 트랜지스터(40)가 ECU(5)로부터 명령을 받아 온되면, 전송선의 전압(Vout)은 전원전압(Vcc)이 되고, 비교기(301)의 출력신호는 전원전압(Vcc)이 기준전압(Vr2) 보다 높게 설정되기 때문에 로우로 된다.

동시에, RS F/F (플립플롭회로)(600)의 S 단자 입력전압이 하이로 되고, R단자의 입력전압이 로우로 되므로, Q 단자의 출력전압은 하이로 되고, NOT 회로(283)의 출력전압은 로우로 된다. 이 로우신호가 NAND 회로(282)에 제공되어, 여자 전류 스위칭트랜지스터의 최대 온-충격비를 제한하는 오프-충격을 가진 신호를 발생하는 발진기(284)의 출력전압을 상쇄시켜버림으로써, NAND 회로(282)의 출력전압은 하이로 되어, 발전기는, (저항(r2, r3)에 의해 분배된) 밧데리전압의 분배된 전압과 기준전압(Vref)을 비교하는 비교기(280)의 비교결과에 따라 제어되므로 정상상태로 작동한다.

트랜지스터(41)가 ECU(5)에 의해 명령을 받아 온되면, 전송선의 출력전압(Vout)은 기준전압(Vr1) 보다 낮은 접지전압으로 되어, 비교기(301)의 출력전압을 하이가 되게 하고 비교기(300)의 출력전압은 로우가 되게 한다. RS-F/F(600)의 단자(R, S) 입력전압이 각각 하이 및 로우로 되므로, RS-F/F(600)의 출력단자(Q) 전압이 로우가 되어, NOT 회로(283)의 출력전압이 하이가 된다. 이 하이신호가 발진기(284)의 (여자전류 스위칭 트랜지스터의 최대 온-충격을 제한하는 오프-충격을 가진) 출력신호가 통과하는 NAND 회로(282)에 인가된다. 밧데리전압이 강하되어 비교기(280)의 출력신호가 100% 하이 (온-충격)가 될지라도, 발전기의 여자전류 스위칭 트랜지스터의 온-충격은, NAND회로(281)의 출력신호가 발진기(284)의 출력전압에 의해서 제어되므로, 발진기(284)의 오프-충격에 의해 제어된다.

두 트랜지스터(40, 41)가 ECU(5)에 의해 명령받아 오프되면, 전송선의 전압(Vout)이 Vout′가 되어 비교기(300, 301)의 출력전압은 로우가 된다. 이때, RS-F/F(600)의 두 단자(R, S) 상의 전압이 로우로되어 단자(Q) 상의 출력전압은 변하지 않음으로써 제어신호를 유지시킨다. 따라서, 발전기는 제어되어 정규전압을 발생시키거나, 여자전류 스위칭 트랜지스터의 온-충격비가 제한되는 상태로 작동한다. 본 실시예에 따라, 충격비의 증가, 감소 또는 유지를 제어하는 ECU에 의해서, 여자전류 온-충격의 점차적인 제어 등의 발전 제어가 수행될 수 있다.

즉, 발전제어가 수행되면, ECU(5) 만이 발전제어신호를 트랜지스터(40 또는 41)에 송신하여, 출력전압을 (발전제어신호 유지회로인) RS-F/F(600)의 R 및 S단자에 제공함으로써, ECU(5)의 테스크(task)를 감소시켜 발전기 제어신호를 송신한다.

트랜지스터만을 온 또는 오프 시킴으로써 발전기 상태신호가 송신되어, 하이신호 또는 로우신호로 ECU(5)에 공급됨으로써, 발전기 제어신호가 송신되는 기간을 제외한 모든 시간에 ECU(5)는 발전기 상태를 감시할 수 있다. 전송선이 개방되면, 저항(r40)이 역할을 하지 못하여 단자(T)의 전압(Vout)가 기준전압(Vre2) 보다 높은 전압으로 변경됨으로써, 정상적인 발전을 유발하고, 이에 따라 밧데리의 드레이닝을 방지한다. 또한, 전송선의 개방이 비교기(400)의 출력전압을 연속적으로 하이가 되도록 변경시키므로, ECU(5)에 의해서 개방이 검출될 수 있다.

본 발명의 상기 설명에서, 그것의 특정실시예를 참조하여 개시되어 왔으나, 첨부된 청구범위에 설명된 바와 같은 발명의 사상 및 범위로 벗어남이 없는 본 발명의 특정실시예로 변경될 수 있다. 따라서, 본 발명의 설명을 제한하는 것보다는 오히려 예시적인 의미로 간주해야 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 밧데리 충전장치에 의하면, 외부 제어신호 전송선과, 단일 전송선으로의 발전기 상태 단일 전송선을, 조정기와 ECU 간의 향상된 인테페이스와 그것의 향상된 전송신호로써 결합할 수 있어, 저렴하고 신뢰성 있다는 뛰어난 효과가 있다.

Claims

발전기와 ; 전압원과 ; 차량용 발전기 근방에 배치되어, 계자여자전류를 제어하여 발전기 출력전압이 요망된 전압으로 조절될 수 있도록 하는 전력스위치를 구비한 전압조정수단과; 전송선과; 상기 차량용 발전기로부터 원격으로 배치되어, 상기 전송선의 차량측 단자에 발전기 제어신호를 제공하여 발전기 작동상태를 제어하는 발전기 제어신호 송신수단과; 상기 차량 발전기 부근에 배치되어, 상기 전송선의 발전기측 단자로부터 상기 발전기 제어신호를 수신하여서, 상기 발전기 출력전압조정수단에 상기 발전기 제어신호를 제공하는 발전기 제어신호 수신수단과 ; 상기 차량 발전기 부근에 배치되어, 상기 전송선의 발전기측 단자에 발전기 상태신호를 제공하여서 상기 차량발전기의 발전상태를 나타내는 발전기 상태신호송신수단과; 상기 차량 발전기로부터 원격으로 배치되어, 상기 전송선의 차량측 단자로부터 발전기 상태신호를 수신하는 발전기 상태신호 수신수단을 포함하되, 상기 발전기 제어신호와 상기 발전기 상태신호는 합성되어서 동일 전송선에 의해 전송되는 것을 특징으로 하는 차량용 밧데리 충전장치.
제1항에 있어서, 상기 발전기 상태신호와 상기 발전기 제어신호를 비교함으로써 상기 전송선의 개방을 검출하는 비교기를 갖춘 전송선 개방 검출수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 밧데리 충전장치.
제1항에 있어서, 상기 발전기 제어신호 송신수단은, 상기 전송선에 접속된 부하와, 상기 부하와 전압원 사이에 접속된 출력 전력 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 밧데리 충전장치.
제3항에 있어서, 상기 전송선의 전압은 상기 발전기를 정규 자기통제 발전 상태로 제어하도록 하는 상기 발전기 제어신호의 전압과 동일하게 설정되는 것을 특징으로 하는 차량용 밧데리 충전장치.
제1항에 있어서, 상기 발전기 상태신호 송신수단은, 상기 발전기 상태신호 수신수단에 접속되어 현재의 밧데리 전압에 따라 펄스폭 변조신호를 송신하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 밧데리 충전장치.
제3항에 있어서, 상기 발전기 상태신호 송신수단은 상기 전압조정수단의 상기 전력스위치를 제어하는 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 밧데리 충전장치.
제1항에 있어서, 상기 발전기 상태신호 송신수단은 상기 전압조정수단의 상기 전력스위치를 제어하는 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 밧데리 충전장치.
제1항에 있어서, 상기 발전기 제어신호 송신수단은 상기 전송선에 접속되어 상기 발전기 제어신호로서 DC 전압을 제공하는 수단을 포함하고 ; 상기 발전기 상태신호 송신수단은 상기 발전기 상태신호로서 PWM 신호를 제공하는 수단을 포함하며 ; 상기 발전기 제어신호 수신수단은 상기 DC 전압신호와 상기 PWM 신호의 합성신호를 복조하는 수단을 포함하며 ; 상기 발전기 상태신호 수신수단은 상기 DC 전압신호와 상기 PWM 신호의 상기 합성신호를 복조하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 밧데리 충전장치.
제1항에 있어서, 상기 발전기 제어신호 수신수단은 상기 발전기 제어신호를 유지하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 밧데리 충전장치.
제1항에 있어서, 상기 발전기 제어신호 수신수단은, 상기 전송선의 개방시 정규 제어전압으로 상기 발전기를 제어하도록 전압을 제공하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 밧데리 충전장치.
제1항에 있어서, 상기 발전기 상태신호 송신수단은 상기 전압조정수단의 출력신호에 상응하는 PWM 신호를 제공하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 밧데리 충전장치.
제1항에 있어서, 상기 발전기 상태신호 송신수단은 상기 전압조정수단의 입력신호에 상응하는 PWM 신호를 제공하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 밧데리 충전장치.
제1항에 있어서, 상기 발전기 제어신호 수신수단은 상기 전압조정수단에 의해 제어되는 상기 여자전류 최대 온-충격비를 제한하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 밧데리 충전장치.
제1항에 있어서, 상기 발전기 제어신호 송신수단은 제어신호를 송신하여 상기 여자전류 충격비에 있어서의 변화율을 제어하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 밧데리 충전장치.
차량 발전기 부근에 배치되어 계자여자전류를 제어하는 전압조정수단과 ; 차량측 단자와 발전기측 단자를 가진 전송선과; 상기 차량 발전기에서 원격으로 배치되어 상기 차량측 단자에 상기 발전기 제어신호를 제공하여서 상기 차량측 단자에서 차량 발전기의 발전기 상태에 상응하는 발전기 상태신호를 수신하는 차량측 발전기 제어수단과 ; 상기 차량 발전기 근처에 배치되어 상기 차량측 단자에서 상기 발전기 제어신호를 수신하여서 상기 전압조정수단에 상기 발전기 제어신호를 제공하여 상기 발전기 상태를 제어함과 아울러 상기 발전기측 단자에 상기 발전기 상태신호를 제공하는 발전기측 제어수단을 포함하는 차량용 밧데리 충전장치.
밧데리와 ; 계자코일을 구비하며 이 계자코일로 공급된 계자여자전류에 따라 전력을 발생시키는 발전기와 ; 상기 계자여자전류를 제어하는 전압 조정기와 ; 차량상태에 따라 명령신호를 발생하는 전자제어유닛과; 상기 전자제어유닛에 접속된 차량측 단자와 발전기측 단자를 갖는 단일신호 전송선과; 상기 전자제어유닛에 접속되어, 상기 차량측 단자로 상기 명령신호에 관련한 제어전압신호를 송신하는 수단과 ; 발전기측 단자와 상기 전압 조정기 사이에 접속되어, 상기 제어신호를 수신하여서, 상기 전압 조정기에 상기 발전기측 단자에 송신된 제어신호와 관련한 신호를 송신하는 수단과; 상기 전압 조정기에 접속되어, 상기 발전기측 단자에 상기 전압 조정기의 작동과 관련한 상태신호를 송신하는 수단과 ; 상기 차량측 단자와 상기 전자제어유닛 사이에 접속되어, 상기 상태신호를 수신하여서, 상기 전자제어유닛에 상기 상태신호와 관련한 신호를 송신하는 수단을 포함하는 것을 차량용 밧데리 충전장치.
제16항에 있어서, 상기 제어신호 송신수단은, 상기 차량측 단자에 접속된 부하와, 상기 부하와 전압원 사이에 접속된 출력전력 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 밧데리 충전장치.
제17항에 있어서, 상기 전송선의 개방시, 전송선의 전압은, 상기 발전기를 정규 자기통제 발전상태로 제어하도록 하는 상기 발전기 제어신호 전압과 동일하게 설정되는 것을 특징으로 하는 차량용 밧데리 충전장치.
제18항에 있어서, 상기 상태신호 송신수단은, 상기 발전기 상태신호 수신수단에 접속되어, 현재의 밧데리전압과 관련한 펄스폭 변조신호를 송신하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 밧데리 충전장치.
제19항에 있어서, 상기 상태신호 송신수단은 상기 상태신호로서 상기 PWM 제어신호를 수반하는 DC 전압신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 차량용 밧데리 충전장치.
제17항에 있어서, 상기 상태신호 송신수단은 상기 부하를 이루는 출력소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 밧데리 충전장치.
제16항에 있어서, 상기 상태신호 송신수단은 상기 전압 조정기의 전력스위치를 제어하는 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 밧데리 충전장치.
제16항에 있어서, 상기 제어신호 송신수단은 상기 차량측 단자에 접속되어 상기 제어신호로서 DC 전압을 제공하는 수단을 포함하고; 상기 상태신호 송신수단은 상기 발전기 상태신호로서 PWM 신호를 제공하는 수단을 포함하며; 상기 발전기 제어신호 수신수단은 상기 DC 전압신호와 상기 PWM 신호의 합성신호를 복조하는 수단을 포함하며 ; 상기 상태신호 수신수단은 DC 전압신호와 상기 PWM 신호의 합성신호를 복조하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 밧데리 충전장치.
제16항에 있어서, 상기 제어신호 수신수단은 상기 제어신호를 유지하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 밧데리 충전장치.
제23항에 있어서, 상기 제어신호 수신수단은, 전송선의 개방시, 상기 발전기를 정규 제어전압으로 제어하도록 전압을 제공하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 밧데리 충전장치.
제23항에 있어서, 상기 상태신호 송신수단은 상기 전압 조정기의 출력신호에 상응하는 PWM 신호를 제공하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 밧데리 충전장치.
제24항에 있어서, 상기 상태신호 송신수단은 상기 전압 조정기의 입력신호에 상응하는 PWM 신호를 제공하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 밧데리 충전장치.
제24항에 있어서, 상기 발전기 제어신호 수신수단은 상기 전압 조정기에 의해 제어되는 상기 여자전류의 최대 온 충격비를 제한하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 밧데리 충전장치.
제16항에 있어서, 상기 제어신호 송신수단은, 제어신호를 송신하여 상기 여자전류의 충격비에 있어서의 변화율을 제어하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 밧데리 충전장치.