JPH05153739A - スイツチの状態、特に、オルタネータの電圧調整器におけるカーキー接点の状態を検出する回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 １種類の基準電圧を用いて、簡単に、灯給電
トランジスタの電圧降下を低減させて、補助負荷給電用
継電器のリスクを最小にし、かつ、従来より低い電圧で
作動して、故障を表示できるようにする。 【構成】 第１端子で基準電圧（Ｖｒｅｆ）を受け、第
２端子で、キー接点（ＣＬ）に接続された端子と対向す
る負荷端子（ＳＬ）にある電圧を受け、キー接点（Ｃ
Ｌ）および電圧降下を有する素子（Ｔ８）が通電状態に
ある限り、電圧降下を基準電圧値に調整するようにし、
かつ、端子（ＳＬ）の電圧が基準電圧より低いと、キー
スイッチ状態検出出力端（ＤＬ）から第１信号を発生
し、端子（ＳＬ）の電圧が基準電圧以上であるか、ある
いは増幅器が調整中であると、該端子から第２信号を発
生させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、オルタネータからバッ
テリを充電する電圧調整装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の調整装置は、自動車のキ
ー（カーキー）によってオンされる。いわゆる「単機
能」調整装置は、故障警告灯を介してカーキーの接点に
接続されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】より精巧な調整装置で
は、調整回路は、永久給電されるが、消費電力が少ない
休止またはスタンバイ状態から、キー接点の閉止を検出
する活性状態に切り替えなくてはならない。

【０００４】しかし、この種の調整装置の配線を、単機
能調整装置との互換性をもたせるようにするため、キー
接点と調整装置との間に直結リンクを設けることはでき
ず、故障警告灯を介して、接点の閉止を検出しなければ
ならない。

【０００５】この検出方式の問題点は、キー接点が開い
て消灯し、調整装置に接続された灯端子が接地される場
合と、キー接点は閉じているが、故障のために点灯して
おり、調整装置に接続された灯端子が、この灯に給電し
ているトランジスタの電圧降下によって固定された電位
にある場合とを識別しなければならないことにある。こ
の電圧降下が小さいほど、調整装置に接続された灯端子
の電位が、接地電位により近くなり、キー接点の開閉を
識別しにくくなる。

【０００６】一つの解決方法として、図１を参照して次
に説明するように、電圧降下を大きくして、適切な電圧
閾値と比較することにより、識別し易くする方法があ
る。

【０００７】灯（Ｌ）の１端子は、キースイッチ（Ｃ
Ｌ）を介して、電圧（Ｂ＋）に接続されており、他端子
は、１つ以上の負荷、差動増幅器（Ａ）の負入力端、お
よび比較器（ＣＰ）の入力端に接続されている。増幅器
（Ａ）の正入力端は、たとえば０．９ボルトの閾値電圧
（ＶＳ１）を受ける。また、比較器（ＣＰ）の第２入力
端は、該値（ＶＳ１）以下、たとえば０．７ボルトの閾
値電圧を受ける。

【０００８】増幅器（Ａ）の出力は、その負入力端にル
ープ戻しされ、比較器（ＣＰ）の出力は、キー検出信号
となる。キースイッチが閉じると、増幅器（Ａ）は灯に
給電できるようになり、故障を表示する。増幅器（Ａ）
は、トランジスタの電圧降下を、０．９ボルトの値に調
整することにより、点灯時に、端子（ＳＬ）の電圧が、
常に前記の値に近いようにする。

【０００９】このような条件下で、比較器（ＣＰ）は、
端子（ＳＬ）が接地（キー開路）されている状態と、キ
ーが閉路され、点灯し、端子（ＳＬ）が、０．７ボルト
閾値以上である０．９ボルトにある状態とを識別でき
る。

【００１０】しかし、この種の周知回路では、図１に示
すように、調整器の接続された灯端子の電圧を、たとえ
ば継電器を含む補助負荷（ＣＡ）の給電電圧とした場合
に、別の問題が起きてくる。このように、電圧降下を大
きくすると、電圧が、バッテリ電圧（Ｂ＋）（キースイ
ッチが閉じて、消灯する）に近いレベルから、電圧降下
値（キースイッチは閉じるが、点灯している）に降下し
た場合に、継電器がオンされたままになる恐れがある。

【００１１】この従来の回路は、他に２つの大きな欠点
を有している。まず、増幅器と比較器とを要することか
ら、複雑かつ高価になる。また、この種の回路は、増幅
器が行う調整に影響を及ぼし、比較器が検出する電気妨
害に感応する。本発明は、従来装置の欠点を低減するこ
とを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】このため、本発明は、ス
イッチの状態、特に、オルタネータでバッテリを充電す
る電圧を調整する調整回路を付勢する、キー接点の状態
を検出する回路を提供する。キースイッチの第１端子
は、ＤＣ源に接続され、第２端子は、電圧降下を有する
構成素子によって、オン／オフ切り替えされる警告灯等
の負荷を介して、調整回路に接続されている。本発明に
よる検出回路は、第１端子で、基準電圧を受け、第２端
子で、キースイッチに接続された端子に対向する負荷端
子の電圧を受け、キースイッチと電圧降下を有する該構
成素子とが通電状態にある限り、電圧降下を基準電圧値
に調整するように構成されており、この端子電圧が、基
準電圧以下である場合は、キースイッチ状態検出出力端
に第１信号を出し、また該端子電圧が、基準電圧以上、
あるいは増幅手段が調整中である場合は、該出力端に第
２信号を出す手段を含む増幅手段を備えていることを特
徴としている。

【００１３】

【実施例】次に、添付図面を参照して、本発明の好適実
施例の詳細を説明する。図２に示すように、自動車のキ
ー（ＣＬ）（オン／オフスイッチ）は、バッテリ（電圧
Ｂ＋）の正端子と、車のダッシュボード上に設けられ、
オルタネータおよびオルタネータのバッテリ充電電圧を
調整する調整器を含む装置を備える、故障表示灯（Ｌ）
の第１端子との間に接続されている。

【００１４】灯（Ｌ）の第２端子は、調整器の灯出力端
子（ＳＬ）に接続されている。また、灯と大地との間
に、補助負荷（ＣＡ）を接続できる。キースイッチと灯
との間の接続点から走行する線は、キーオン時に、車の
他の装置に給電するためのものである。

【００１５】端子（ＳＬ）は、差動増幅器（ＡＤ）の負
入力端に接続されており、該増幅器の出力端は、該負入
力端にループバックされている。基準電圧（Ｖｒｅ
ｆ）、たとえば＋０．７ボルトは、増幅器（ＡＤ）の正
入力端に印加される。キースイッチが閉じている時、す
なわちオンの時、増幅器（ＡＤ）は、灯に給電して、故
障を表示させることができる。

【００１６】また、次に詳細を説明するように、本発明
によると、増幅器（ＡＤ）は、次の法則を適用して、キ
ースイッチ（ＣＬ）の開閉状態を表す信号を、出力端
（ＤＬ）に送ることにより、調整器をスタンバイ状態や
活性状態に切り替えるように構成されている。すなわ
ち、端子（ＳＬ）の電圧が、閾値（Ｖｒｅｆ）以下であ
る場合、出力端（ＤＬ）は不活性（たとえば、ゼロ電
流）である。これは、スイッチ（ＣＬ）が開いて、端子
（ＳＬ）が、接地された場合に当てはまる。端子（Ｓ
Ｌ）の電圧が、閾値（Ｖｒｅｆ）以上であると、出力端
（ＤＬ）は活性状態になる（たとえば、端子（ＤＬ）か
ら電流が出される）。これは、キースイッチ（ＣＬ）が
閉じて消灯し、端子（ＳＬ）の電圧が、（Ｂ＋）になっ
た場合に相当する。最後に、増幅器（ＡＤ）が、端子
（ＳＬ）の電圧を閾値電圧（Ｖｒｅｆ）に調整中は、出
力端（ＤＬ）は活性状態になる。これは、キースイッチ
（ＣＬ）が閉じて、点灯した場合に相当する。

【００１７】図３は、本発明の増幅器（ＡＤ）の一実施
例を示すブロック線図である。増幅器は、その一側入力
端で、基準電圧（Ｖｒｅｆ）を受ける入力段（１１）を
有する差動段（１０）を備えている。差動段（１０）
は、さらに、フィルタ回路（１４）を有しており、その
出力は、検出端子（ＤＬ）を有する検出回路（１４）の
入力端に印加される。検出回路（１４）の出力端は、パ
ワー段（１６）の第１入力端に接続されている。パワー
段は、灯をオン／オフ切り替えする、外部信号（ＣＥ
Ｌ）に応答して、第２入力端を介して、制御手段（１
８）によって制御される。また、パワー段（１６）の出
力端は、端子（ＳＬ）と、差動段（１０）の他側入力端
に接続され、電圧を調整する。

【００１８】つぎに、図４を参照して、図２の原理を実
施する回路の例を説明する。たとえば０．７ボルトの、
基準電圧（Ｖｒｅｆ）入力は、抵抗器（Ｒ１）を介し
て、ＰＮＰトランジスタ（Ｔ１）のベースに印加され
る。トランジスタ（Ｔ１）のコレクタは接地されてお
り、エミッタは、ＰＮＰトランジスタ（Ｔ２）のエミッ
タに接続されている。これらの２エミッタは、定電流源
（Ｓ１）に接続されている。

【００１９】トランジスタ（Ｔ２）のベースは、抵抗器
（Ｒ２）を介して、灯（Ｌ）を制御する、ＮＰＮトラン
ジスタ（Ｔ８）のコレクタの電圧を受ける。ツェナダイ
オード（ＤＺ１）は、保護ピーククリップダイオードで
ある。トランジスタ（Ｔ１）（Ｔ２）は、トランジスタ
（Ｔ１）及至（Ｔ４）の周りに構成された差動段（１
０）の入力段（１１）を構成している。トランジスタ
（Ｔ２）のコレクタは、トランジスタ（Ｔ３）（Ｔ
４）、電流源（Ｓ２）およびコンデンサ（Ｃ１）によっ
て構成された、従来型のフィルタ回路（１２）に接続さ
れている。

【００２０】フィルタ回路の出力は、検出回路（１４）
を構成するトランジスタ（Ｔ５）を介して、トランジス
タ（Ｔ６）及至（Ｔ８）によって構成されたパワー段
（１６）に印加される。すなわち、トランジスタ（Ｔ
４）のコレクタは、トランジスタ（Ｔ５）のベースに接
続されている。ツェナダイオード（ＤＺ２）は、クリッ
ピングによって保護する目的で設けられている。

【００２１】トランジスタ（Ｔ５）のコレクタは、キー
接点の状態を検出する信号出力端子（ＤＬ）に接続され
ており、エミッタは、エミッタ抵抗器（Ｒ３）、および
抵抗器（Ｒ４）を介して、トランジスタ（Ｔ６）のベー
スに接続されている。ＭＯＳトランジスタ（Ｍ２）は、
トランジスタ（Ｔ６）と大地との間に接続され、制御手
段（１８）を構成している。そのグリッドは、灯（Ｌ）
の状態を制御する制御入力端（ＣＥＬ）に接続されてい
る。

【００２２】トランジスタ（Ｔ８）のコレクタは、回路
の灯出力端（ＳＬ）に接続されている。灯（Ｌ）は、端
子（ＳＬ）とキー接点（ＣＬ）との間に接続されてい
る。補助負荷（ＣＡ）は、端子（ＳＬ）と大地との間に
接続されている。そのドレンとソースとの間に、ダイオ
ード（ＤＭ１）を接続した、ＭＯＳトランジスタ（Ｍ
１）は、そのグリッドで、端子（ＣＣＡ）から送られて
くる、補助負荷（ＣＡ）のイン／アウトを切り替える制
御信号を受信する。

【００２３】最後に、抵抗器（Ｒ５）は、端子（ＳＬ）
を接地している。上記回路は、次の要領で作動する。 ａ）キー接点（ＣＬ）解放（図示）時、端子（ＳＬ）
は、負荷（ＣＡ）をかいして接地電位になるか、あるい
は、負荷がない場合は、抵抗器（Ｒ５）、トランジスタ
（Ｔ２）（Ｔ３）および（Ｔ４）を介して導通し、トラ
ンジスタ（Ｔ５）をオフにする。そのため、出力端（Ｄ
Ｌ）には、電流が流れなくなり、調整回路（図示せず）
の残余素子に、キー接点が解放されたため、調整回路を
スタンバイ状態にしなければならないことを表示する。 ｂ）キー接点が閉じて、調整器の故障が観察（事実上
は、エンジンが始動するまで）されると、入力端（ＣＥ
Ｌ）は、トランジスタ（Ｍ２）をオフにする信号を受信
する。トランジスタ（Ｔ６）及至（Ｔ８）は導通して、
点灯される。そのため、端子（ＳＬ）の電圧は、トラン
ジスタ（Ｔ８）の電圧降下と等しくなる。このような状
態では、回路は、該電圧を基準電圧（Ｖｒｅｆ）値に調
整する。トランジスタ（Ｔ６）及至（Ｔ８）が導通する
と、トランジスタ（Ｔ５）は、トランジスタ（Ｔ６）に
ベース電流を供給しなければならないため、回路が、調
整器として作動すると、導通状態になる。すなわち、ト
ランジスタ（Ｔ５）のエミッタは、通電状態にあるトラ
ンジスタ（Ｔ６）の接合点電圧によって誘起された、非
ゼロ電圧になる。そのため、検出端子（ＤＬ）から、抵
抗器（Ｒ３）およびトランジスタ（Ｔ５）に電流が流
れ、キー接点の閉止を表示して、調整器を活性状態にす
る。

【００２４】ｃ）キー接点（ＣＬ）が閉じて、調整器に
故障が観察されない場合は、入力端子（ＣＥＬ）は、ト
ランジスタ（Ｍ２）を導通する信号を受信する。そのた
め、素子（Ｔ６），（Ｔ７）および（Ｔ８）は、オフに
なり、灯に電流が流れず、灯およびキー接点を介して分
かるように、端子（ＳＬ）は、電位（Ｂ＋）になる。そ
の結果、トランジスタ（Ｔ２），（Ｔ３）および（Ｔ
４）は、オフになり、トランジスタ（Ｔ５）は、飽和状
態になる。このため、端子（ＤＬ）からは、電流が継続
的に発生して、キー接点がまだ閉じているため、活性状
態を保たなければならないことを、調整器に知らせる。

【００２５】

【発明の効果】本発明によると、差動段（Ｔ１）及至
（Ｔ４），パワー段（Ｔ６）及至（Ｔ８），および差動
段の状態に感応するトランジスタ（Ｔ５）が妥当に構成
されており、しかも、特に、１種類の基準電圧しか必要
としないため、従来よりも簡単な要領で達成でき、前記
回路は、適宜検出信号（ＤＬ）を発生するのに適してい
る。１種類の基準電圧を用いるだけで、灯に給電するト
ランジスタの電圧降下を低減できる。例えば、従来は、
約０．９ボルトであるのに比して、約０．７ボルトで調
整できる。これにより、このような条件下では、不本意
にオンしつづける補助負荷に給電する継電器のリスクを
最小にできる。

【００２６】また、前記回路において、オルタネータの
正出力端子の接続が遮断（電圧＋Ｖ）されても、調整器
は、灯およびダイオード（ＤＭ１）を介して、約３ボル
トの低電圧で引き続き給電され、点灯することによっ
て、故障を表示することが分かる。前記識別回路は、単
シリコンチップによって構成された調整回路に集積する
のに特に適している。

【００２７】

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の識別回路のブロック線図である。

【図２】本発明による識別回路のブロック線図である。

【図３】図２に示す回路の一部機能ブロック線図であ
る。

【図４】図３に示す回路の実施例を示す詳細回路図であ
る。

【符号の説明】

（１０）差動段 （１１）入力段 （１２）フィルタ回路 （１４）検出回路 （１６）パワー段 （１８）制御手段 （ＣＬ）キー接点 （Ｌ）灯 （ＳＬ）灯出力端子 （ＣＡ）補助負荷 （ＡＤ）差動増幅器 （Ｓ）電流源 （ＤＬ）出力検出端子 （Ｒ）抵抗器 （Ｔ）トランジスタ （ＤＺ）ツェナダイオ
ード （Ｍ）ＭＯＳトランジスタ （ＣＥＬ）制御入力端
子 （ＤＭ）ダイオード （ＣＣＡ）端子 （Ｖｒｅｆ）閾値電圧

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スイッチの状態、特に、オルタネータで
   充電するバッテリの電圧を調整する調整回路を付勢する
   とともに、その第１端子がＤＣ源に接続され、かつ第２
   端子が電圧降下を有する構成素子によってオン／オフさ
   れる警告灯などの負荷（Ｌ）を介して、調整回路に接続
   されているキー接点（ＣＬ）の状態を検出する回路であ
   って、 第１端子で基準電圧（Ｖｒｅｆ）を受け、第２端子で、
   キー接点（ＣＬ）に接続された端子に対向する負荷の端
   子（ＳＬ）にある電圧を受け、キー接点（ＣＬ）および
   電圧降下を有する素子（Ｔ８）が通電状態にある限り、
   電圧降下を基準電圧値に調整するようになっており、前
   記端子（ＳＬ）電圧が、基準電圧より低いと、キースイ
   ッチ状態検出出力端（ＤＬ）から第１信号を発生し、前
   記端子（ＳＬ）電圧が、基準電圧以下であるか、あるい
   は増幅器が調整中であると、前記端子から第２信号を発
   生する手段（Ｔ８）を含む増幅手段（ＡＤ）を備えるこ
   とを特徴とする回路。
2. 【請求項２】 前記増幅手段（ＡＤ）が、 第１端子で、基準電圧（Ｖｒｅｆ）を受け、第２端子
   で、前記負荷端子（ＳＬ）の電圧を受ける、差動段（１
   ０、Ｔ１−Ｔ４）と、 前記電圧降下を有する素子（Ｔ８）を含み、前記差動段
   の出力端に接続されて、電圧降下を調整するパワー段
   （１６、Ｔ６−Ｔ８）と、 前記差動段とパワー段との間に設けられ、前記差動段の
   出力によって制御されるとともに、検出出力（ＤＬ）を
   出すようにした検出回路（１４、Ｔ５）と、 前記負荷をオン／オフ切り替えする信号で、前記パワー
   段を制御する制御手段（１８、Ｍ２）とを備えることを
   特徴とする請求項１記載の回路。
3. 【請求項３】 前記検出回路（１４）のベースが、前記
   差動段（Ｔ１−Ｔ４）の出力端に接続されており、同じ
   くエミッタが、第１抵抗器（Ｒ３）を介して、接地電位
   に接続され、かつ第２抵抗器（Ｒ４）を介して、前記パ
   ワー段の第１トランジスタ（Ｔ６）のベースに接続され
   ているトランジスタ（Ｔ５）を備えていることを特徴と
   する請求項２記載の回路。
4. 【請求項４】 前記パワー段（１６）の制御手段（１
   ８）が、前記第１トランジスタ（Ｔ６）のベースと、接
   地電位との間に設けられた半導体スイッチ手段（Ｍ２）
   を備えていることを特徴とする請求項２または３記載の
   回路。
5. 【請求項５】 オルタネータによって、バッテリを充電
   する電圧を調整する調整装置であって、請求項１及至４
   のいずれかに記載の検出回路を含むことを特徴とする調
   整装置。