JPH0441738Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は発電機の故障以外に充電系回路の一時
的な回路不良も監視できるようにした車両充電系
の監視装置に関する。

（従来技術） 車両のバツテリーはエンジンによつて駆動され
るオルタネータによつて充電され、レギユレータ
によつてその端子電圧がほぼ一定に保たれるよう
になつているが、オルタネータのフイールドコイ
ル等の断線によりオルタネータの発電が停止した
場合は警告ランプを点灯して異常を警告するよう
にしている。第５図は充電装置の一例を示してお
り、１はバツテリー、鎖線で囲んで示した２はレ
ギユレータ回路を含むオルタネータ、３は電装負
荷、４は警告ランプである。

オルタネータ２は、ステータコイル２１と、フ
イールドコイル２２と、全波整流器２３とから成
る発電部と、バツテリー電圧を分圧する抵抗２
４，２５と、充電停止の値を定めるツエナーダイ
オード２６と、温度補正用のサーミスタ２７と、
トランジスタ２８，２９，３０と保護用および逆
流防止用のダイオードD₁，D₂とから成るレギユ
レータ部とにより構成されている。

警告ランプ４はイグニツシヨンスイツチ５と直
列にオルタネータ２のＬ端子とバツテリー１の正
端子との間に接続されており、オルタネータ２の
Ｂ端子とＳ端子もバツテリー１の正端子に接続さ
れている。

さて、エンジン始動時にイグニツシヨンスイツ
チ５をオンすると、バツテリー１からＬ端子を介
してフイールドコイル２２に通電されるととも
に、スタータモータ（図示せず）によりエンジン
が始動する。その結果オルタネータのロータが回
転しステータコイルに三相交流電圧が誘起する。
三相交流電圧は全波整流器２３により整流され、
Ｂ端子を介してバツテリー１に充電されるととも
に、点Ａを介してフイールドコイル２２にも給電
される。

こうしてバツテリー１が充電されその端子電圧
が増加していき分圧抵抗２４，２５の中間点Ｃの
電圧がツエナーダイオード２６の降伏電圧を越え
ると、トランジスタ２８が導通し、点Ａの電圧が
低下し、フイールドコイル２２への通電が遮断さ
れ、誘起電圧が零となつてバツテリーへの充電が
停止する。

バツテリー１の端子電圧が規定値以下に低下す
ると、トランジスタ２８が非導通となり、トラン
ジスタ２９および３０が導通し、フイールドコイ
ル２２への通電回路が形成され、誘起電圧が発生
し、バツテリー１への充電が開始する。

ところでフイールドコイル２２への通電回路が
断線などにより遮断したとすると、誘起電圧が零
となり点Ａの電圧が零となるので、警告ランプ４
の両端にはバツテリー電圧が印加され、点灯して
発電機の異常を警告する。

ところがオルタネータの発電機の機能は正常で
あり、従つて警告ランプ４は点灯しなくても、オ
ルタネータ２のＢ端子やＳ端子の接触不良により
オルタネータ２の発電電力がバツテリー１に供給
されなかつたり、バツテリー１の端子電圧がオル
タネータ２のレギユレータ部に供給されなかつた
り、あるいはレギユレータ部を構成するトランジ
スタやツエナーダイオードの特性が経年変化した
り、またオルタネータ２とバツテリー１とを接続
するリード線の抵抗値が高温のために増加しそれ
による電圧降下のために、正常な充電や電圧調整
の機能が果せない事が起こり得るという問題があ
る。

（考案の目的および構成） 本考案は上記の点にかんがみてなされたもの
で、発電機の故障以外に充電系回路の回路不良も
監視することを目的とし、この目的を達成するた
めに、オルタネータのフイールドコイル電圧周波
数を対応する電圧値に変換した後バツテリー端子
電圧と比較し、比較結果が所定値を越えていると
きは充電系回路の異常と判断するように構成し
た。

（実施例） 以下本考案を図面に基づいて説明する。

第１図は本考案による充電系監視装置の一実施
例の電気回路を示しており、この実施例は、第５
図に示した従来の充電装置に監視回路と警告ラン
プを付加したものである。すなわち、監視回路６
は、オルタネータ２のフイールドコイル２２に供
給される電圧の周波数を電圧に変換する周波数−
電圧（Ｆ／Ｖ）変換器６１と、バツテリー１の予
め定めた判定基準値V_B（たとえば13.5V）を中心
とした電圧幅（後述する第３図に示すV_F1〜V_F2）
とＦ／Ｖ変換器６１の出力V_Fとを比較し、V_Fが
この電圧幅から外れているときに“Ｈ”レベルを
出力する比較回路６２とにより構成されている。
警告ランプ７は後述する作動制限スイツチ８を介
してバツテリー１の正端子に接続されるとともに
リレー９の接点９ａを介して接地されている。リ
レー９のコイル９ｂは監視回路６の比較回路６２
の出力端子に接続されている。作動制限スイツチ
８は、エンジン回転センサ１０ａ、エンジン冷却
水温センサ１０ｂ、電装負荷が作動状態にあるか
否かを検出する負荷作動検出器１０ｃからの出力
信号に基づいて車両の状態を判定し、その条件が
予め設定された条件に一致したとき条件判定器１
１からのON信号で閉成される。たとえばアイド
リング状態において充電系の監視をしようとする
場合は、この条件としては、エンジン回転数を
600rpm、エンジン水温を80℃、電装負荷はすべ
て無負荷と設定し、この条件が整つたときのみ条
件判定器１１からON信号が出力し、このON信
号により作動制限スイツチ８がオンされる。この
作動制限スイツチ８を設けたのは、同一の電気負
荷でもオルタネータ回転数によりＦ／Ｖ変換器６
１の出力が変化してしまい、充電系が異常でない
のに警告ランプ７が誤つて点灯するのを防止する
ためである。

次に第２図および第３図を用いて第１図の実施
例における充電系異常の監視動作を説明する。な
お、以下の説明に当つては、監視時に車両の状態
が設定条件に一致して作動制限スイツチ８がオン
しているものとする。

いまオルタネータが正常に動作してバツテリー
が充電されるとともに第２図イに示すように、発
電による電流がフイールドコイル２２に流れてバ
ツテリー１の端子電圧が同図ロに示すように所定
の判定基準値よりやや高めの状態にあるとき、電
装負荷が作動して負荷電流が増すと（同図ハ参
照）、バツテリー１の端子電圧が低下する。

このとき監視回路６ではＦ／Ｖ変換器６１によ
つてフイールドコイル供給電圧の周波数が第２図
ニに示すように電圧に変換されており、負荷作動
中は発電電力を増加してバツテリー１の端子電圧
の低下を補償するためにレギユレータ部の働きに
よりフイールドコイル２２への供給電圧の周波数
が小さくなる。その結果、充電系回路に異常がな
ければ発電電力は徐々に増加し、第２図ロに示す
ようにバツテリー電圧は判定基準値に向つて回復
していき、Ｆ／Ｖ変換器６１の出力は同図ニにＡ
で示すように急激に増加してやがて負荷作動前の
レベルにもどる。

(1) ところが、たとえばオルタネータ２のＳ端子
の接触不良や、レギユレータ部のツエナーダイ
オード２６やトランジスタ２８，２９，３０の
特性や抵抗値の経時変化などによるバツテリー
電圧検出系に異常があつてバツテリー１の端子
電圧が正常に検出できないとすると、オルタネ
ータ２が発電量を増やそうとしてフイールドコ
イル２２に電流を流し続けるために異常に周波
数が低い。その結果Ｆ／Ｖ変換器６１の出力
V_Fは第２図ニにＢで示すように立上りが遅れ、
斜線で示す電圧幅（V_F1〜V_F2）以下に外れる
ので監視回路６の比較回路６２から“Ｈ”レベ
ルの異常信号が出力し、リレー９のコイル９ｂ
が付勢されて接点９ａが閉成され、第２図ホに
示すように警告ランプ７が点灯して異常を知ら
せる。この異常領域は第３図にNG１として示
してある。

(2) もう１つの異常例として、バツテリー２の端
子の接触不良またはレギユレータ内の抵抗値の
増大が考えられる。

この場合にはオルタネータ２のＢ端子とＳ端
子とが本来接続されているのでＢ端子の発電電
圧がバツテリー端子電圧と誤つて検出されてし
まい、充電はすでに充分行なわれたと判断して
フイールドコイル２２への電流が遮断されその
結果、発電電圧（この電圧がバツテリー端子電
圧とみなされる）が零となるので再びフイール
ドコイル２２への通電が開始され、Ｂ端子には
発電電圧が現われる。その後は早い周期で発電
と停止とを繰り返すので監視回路６のＦ／Ｖ変
換器６１の出力は第２図ニにＣで示すように急
速に回復し、斜線で示す電圧幅（V_F1〜V_F2）
以上に比較回路６２から出力する“Ｈ”レベル
の異常信号によりリレー９が付勢されて警告ラ
ンプ７が点灯して（第２図ホ）参照異常を知ら
せる。この異常領域は第３図にNG２として示
してある。

第４図は本考案による監視装置の他の実施例を
示す。この実施例は運転状態に応じてオルタネー
タの発電を制御するように構成された充電系に本
発明による監視装置を適用したものである。

図中第１図に示した構成部分と同じ構成部分に
は同じ参照数字を付して示してあり、新たな構成
部分としては、エンジン作動状態（たとえばエン
ジン回転数）、負荷作働状態、温度状態（たとえ
ばエンジン冷却水温度）などの各種の運転状態を
入力し走行パターンに応じた電圧調整信号を出力
する発電コントローラ１２と、この発電コントロ
ーラ１２からの電圧調整信号に応じてレギユレー
タ部のトランジスタのオンオフを制御するIC制
御回路１３とが設けられている。コントローラ１
２はまた走行パターンに応じた異常監視用判定基
準値をも出力する。

次に本実施例の監視動作のみについて説明す
る。

監視回路６では、フイールドコイル２２に印加
される電圧の周波数をＦ／Ｖ変換器６１で対応す
る電圧値に変換した後、比較回路６２において、
発電コントローラ１２から出力される走行パター
ンに応じた判断基準値を中心とするある電圧幅と
比較し、フイールドコイル電圧の周波数がこの電
圧幅から上または下に外れたときリレー９が付勢
され、異常信号が出力し、警告ランプ７が点灯し
て回路の異常を知らせる。この監視回路６の動作
自体は第１図に示した実施例と全く同じである
が、判断基準値が車両の走行パターンに応じて変
化するという点で第１図の実施例と異なる。

（考案の効果） 以上説明したように、本考案においては、オル
タネータのフイールドコイル電圧周波数を対応す
る電圧値に変換した後バツテリー端子電圧と比較
し、比較結果が所定値を越えているときは充電系
回路の異常と判断するように構成したので、レギ
ユレータの電圧供給端子やバツテリー電圧検出端
子あるいはバツテリーの回路素子の性能低下や抵
抗値の経年変化による充電回路の異常のような発
電停止に至らない回路異常を監視することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による充電系監視装置の一実施
例の電気回路、第２図は充電系監視装置の各部の
信号波形図、第３図はフイールドコイル電圧周波
数とバツテリー端子電圧との関係で異常領域を示
す図、第４図は本考案による充電系監視装置の他
の実施例の電気回路、第５図は従来の監視機能付
充電装置の一例である。 １……バツテリー、２……オルタネータ、３…
…電装負荷、４……警告ランプ、５……イグニツ
シヨンスイツチ、６……監視回路、７……警告ラ
ンプ、８……作動制限スイツチ、９……リレー、
２２……フイールドコイル、２３……全波整流
器、２６……ツエナーダイオード、６１……Ｆ／
Ｖ変換器、６２……比較回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. エンジンにより駆動されるオルタネータによつ
   てバツテリーを充電する車両充電系の監視装置に
   おいて、オルタネータのフイールドコイル電圧の
   周波数を電圧に変換する周波数−電圧変換手段
   と、バツテリーの端子電圧を検出する端子電圧検
   出手段と、前記フイールドコイル電圧の周波数か
   ら変換した電圧とバツテリー端子電圧とを比較
   し、両電圧の差が所定値を越えているとき異常信
   号を出力する比較回路と、該比較回路からの異常
   信号により充電回路の異常を警告する警告手段と
   を有することを特徴とする車両充電系の監視装
   置。