JPS60176428A - 車両用充電制御装置 - 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、車両用交流発電機と共に使用され、特にバッ
テリ電圧が過電圧になるのを防ぐための車両用充電制御
装置の改良に関する。

〔従来技術〕

従来のものは特公昭５６−４１７３０号公報に示すよう
に、バッテリの端子電圧に応じて発電機の付勢状態を制
御する電圧制御回路と、バッテリの端子電圧及び発電機
の出力電圧が正禽状態にあるか否かを検出し、少なくと
も一方が異常状態にあるとき異常検出信号を発生する異
常検出信号と、異常検出信号を受けたときバッテリ端子
電圧に代えて発電機の出力電圧に応じて発電機の付勢状
態を制御させる切替回路と、この切替による発電制御時
に警報を与える警報回路とを備えているので、電圧制御
回路内の抵抗などの損傷による原因でバッテリが過充電
となった場合、警報を与えることが出来ても、この警報
を無視して運転してしまったり、ランプの断線などによ
る警報不能となってしまった時には警報を知ることがで
きなくなる。

そして、その結果、バッテリの寿命を短かくしたリ、ま
た過電圧によって自動車内電子機器に悪影響を与えると
いう問題があった。

〔発明の目的〕

本発明は回路内の抵抗などの損傷原因により、交流発電
機が過電圧になると警報を発するとともに、バッテリの
過充電および過電圧による車載電子機器の損傷を防ぐこ
とを目的とする。

〔発明のＪｌｌ要〕

このため、本発明は交流発電機の励磁巻線の電流を断続
し、交流発電機の出力電圧を設定電圧に保つスイッチン
グ手段と、交流発電機の出力電圧の過電圧を検出し、発
電の異品状態を報知する警報制御部と、警報制御部から
の異常報知信号を検出してスイッチング手段を遮断する
遮断手段とを有し、過電圧時には強制的に充電を停止し
故障による損害を極力少なくしようとするものである。

〔実施例〕

以下本発明を図面に示す一実施例について説明する。図
面において、１は車両エンジンによって駆動される３相
交流式の発電機で、一端をパンチＵ　３に接続した励磁
巻線１１、Ｙ結線した固定子巻線１２、この固定子巻線
１２の交流出力をそれぞれ整流し、一端をアースに、他
端をバッテリ３に接続したダイオード１３よりなる。制
御回路２は、発電制御部２１、警報制御部２２、前記励
磁巻線１１の他端にコレクタを接続したスイッチング手
段をなす電流制御用トランジスタ２３、励磁巻線１１と
電流制御用トランジスタ２３との接続点にアノード側が
ダイオード１３にカソード側が接続されたダイオード２
０、バッテリ３の＋側に接続されたキースイッチ４に一
端を接続し他端を電流制御用トランジスタ２３のベース
に接続している抵抗２４、電流制御用トランジスタ２３
のベース電流を制御し、トランジスタ２３のベースにコ
レクタを接続した遮断手段をなすベース電流断続用トラ
ンジスタ２５より構成される。そして、バッテリ３の十
端子はダイオード１３に、一端子はアースに接続されて
いる。また、発電制御部２１は、トランジスタ２３のベ
ースにコレクタを接１７ｅ　Ｌ／、エミッタを接地して
いるトランジスタ２１ａと、このトランジスタ２１ａの
ベースに出力側を接続している発電電圧制御用比較器２
１ｂとを有している。さらにバッテリ３、スイッチ４、
抵抗２１ｆ、定電圧ダイオード°（ツェナーダイオード
）２１ｃを直列接続し、抵抗２１ｆと定電圧ダイオード
２１ｃのカソードとの接続点と定電圧ダイオード２１ｃ
のアノードとの間に抵抗２１ｄ１２１ｅが接続され、こ
れら抵抗２１ｄと抵抗２１ｅとの接続点が発電電圧制御
用比較器２１ｂの入力（−）端子に接続され、制御電圧
を設定している。そして発電電圧制御用比較器２１ｂの
入力（＋）ｆｔｌｉａ子には、バッテリ３から直列Ｉ妾
続した抵抗２１ｇと抵抗２１ｈとの間の接続点が接続さ
れている。警報制御部２２において、バッテリ３、キー
スイッチ４、抵抗２２ｑ、定電圧ダイオード（ツェナー
ダイオード）２２ａを直列接続し、抵抗２２（ｌと定電
圧ダイオード２２ａのカソードとの接続点と定電圧ダイ
オード２２ａのアノードとの間に第１の抵抗２２ｂ、第
２の抵抗２２ｃ、第３の抵抗２２ｄ、第４の抵抗２２ｅ
、第５の抵抗２２ｆが直列に接続されている。そして第
１の抵抗２２ｂと第２の抵抗２２ｃとの間に入力（−）
端子が接続された過電圧検出用比較器２２ｈ２第２の抵
抗２２Ｃと第３の抵抗２２ｄとの間に入力（＋）端子が
接続された発電検出用比較器２２ｉ、第３の抵抗２２ｄ
と第４の、抵抗２２ｅとの間に入力（＋）端子が接続さ
れた初期励磁用比較器２２１があり、それぞれ抵抗２２
ｂ、２２ｃ、２２ｄ。

２２ｅおよび２２ｆにより基準電圧を設定している。さ
らに過電圧検出用比較器２２ｈの入力（＋）端子、発電
検出用比較器２２ｔの入力（−）端子および初期励磁用
比較器２２ｊの入力（−）端子は、交流発電機１の固定
子巻線１２の一端と交流発電機１の発電電圧の脈流を滑
らかにする平滑回路２２ｐを介して接続されている。過
電圧検出用比較器２２ｈの出力側は、コレクタ・エミッ
タ間に第５の抵抗２２ｆを接続しであるトランジスタ２
２ｇのベースと抵抗２２ｒを介して接続し、また入力側
にＯレベルが入ると発振しなく、ルヘルが入ると出力側
に１．Ｏを一定周期で交互に発振するランプ点滅用発振
器２２ｋを介して論理和回路２２１の一方の入力端子に
も接続し、さらに論理和回路２２ｎの一方の入力端子に
も接続しである。発電検出用比較器２２ｉの出力側は、
前記論理和回路２２１の他方の入力端子に接続しである
。この論理和回路２２βの出力側はランプ点滅用トラン
ジスタ２８のベースに接続し、またキースイッチ４に一
端を接続しである抵抗２２５の他端にも接続しである。

そしてこのランプ点滅用トランジスタ２８のコレクタと
キースイッチ４との間に充電状態および異常状態を表示
するランプ５が接続してあり、トランジスタ２８のエミ
ッタは１−ランジスタ２２ｇのエミッタと前記定電圧ダ
イオード２２ａのアノードと接続しである。初期励磁用
比較器２２ｊの出力側は、入力側に０レヘルが入ると発
振しなく、ルヘルが入ると出力側に一定周期でルベル、
θレベルを交互に発振する初期励磁用発振回路２２ｒｎ
を介して前記論理和回路２２ｎの他方の入力端子に接続
している。そしてこの論理和回路２２ｎの出力側は１−
ランジスタ２５のベースに接続され、このトランジスタ
２５のコレクタはトランジスタ２３のベースに接続され
、トランジスタ２５のエミッタはアースに接続されてい
る。

次に、上記構成においてその作動を説明する。

キースイッチ４を投入し１．まだエンジンが起動してい
ない状態では、平滑回路２２ｐの出力が０（Ｖ）となり
、発電検出用比較器２２ｉおよび初期励磁用比較器２２
ｊの入力（−）端子には０（Ｖ）が入るので、入力（＋
）端子の基準電圧の方が高く、発電検出用比較器２２ｉ
および初期励磁用比較器２２ｊの出力はルベルとなる。

また、過電圧検出用比較器２２ｈの入力（＋）ｍ子には
０〔■〕が入り、入力（−）端子には基準電圧が入力さ
れているため、過電圧検出比較器２２ｈの出力ば０レベ
ルとなる。そして初期励磁用発振回路２２ｍが一定の周
期がルベル、θレベルを交互に発振し、論理和回路２２
ｎを介してトランジスタ２５をルベル、θレベルに対応
して通電、遮断すると同時にトランジスタ２３を遮断、
通電し、さらに励磁巻線１１の励磁電流を断続させ、交
流発電機１を初期励磁状態にする。従って、キースイッ
チ４を入れたまま放置しても、励磁巻線１１の励磁電流
を断続して流しているため、バッテリあがりを少なくす
ることができる。また発電検出用比較器２２ｉの出力が
ルベルで、かつ過電圧検出用比較器２２．ｈの出力がＯ
レベルであるため、論理和回路２２Ｉ２を介してランプ
点滅用トランジスタ２８を通電させ、ランプ５を点滅さ
せる。この時には、バッテリ３の電圧が低いために発電
電圧制御用比較器２１ｂの入力（−）端子における制御
電圧よりも発電電圧１１１１御用比較器２１ｂの入力（
＋）＠子の電圧が低く、発電電圧制御用比較器２１ｂの
出力側は０レヘルを出し、トランジスタ２１ａを遮断し
ている。

次にエンジンが回転し、エンジンに連動している交流発
電機１は回転し、励磁巻線１１に流れる励磁電流により
固定子巻線１２に発電電圧が発生する。そし゛ζ固定子
巻線１２に接続している平滑回路２２ｐの出力電圧が初
期励磁用比較器２２ｊの入力（＋）端子の基準電圧以上
になると、初期励磁用比較器２２ｊの出力が０レベルと
なり、また過電圧検出用比較器２２ｈは０レベルのまま
であるから、論理和回路２２Ｈの出力はθレベルとなり
、トランジスタ２５を遮断する。また、トランジスタ２
３は導通状態を維持し続けるため、励磁巻線１１は全励
磁状態となり交流発電機１の発電電圧はより高くなり、
ダイオード１３を介してバッテリ３を充電する。さらに
エンジン回転数とともに交流発電機１の発電電圧が上昇
し、平滑回路２２ｐの出力電圧が発電検出用比較器２２
ｔの入力（＋）端子の基準電圧以上になると、発電検出
用比較器２２ｉの出力がＯレベルとなり、また過電圧検
出用比較器２２ｈはＯレベルのままであるから、論理和
回路２２１の出力は０レベルとなり、ランプ点滅用トラ
ンジスタ２８を遮断し、ランプ５が消灯する。トランジ
スタ２５は遮断状態のままである。そしてパンテリ３の
電圧が上昇し、発電制御部２１の発電電圧制御用比較器
２１ｂの入力（−）端子の制御電圧よりも入力（＋〉端
子の電圧が高くなると、発電電圧制御用比較器２１ｂの
出力はルベルとなり、トランジスタ２１ａを導通ずる。

従ってトランジスタ２３は遮断され、励磁巻線１１には
励磁電流が流れず、交流発電機１の発電電圧を下げる。

次にバッテリ３の電圧が低くなり、発電電圧制御用比較
器２１ｂの入力（−）＠子の制御電圧よりも入力（＋）
端子の電圧が低くなると、発電電圧制御用比較器２１ｂ
の出力はＯルベルとなり、トランジスタ２１ａを遮断し
、そしてトランジスタ２３を通電する。以上のようにバ
ッテリ３の電圧の変化を検出して、トランジスタ２３を
導通、遮断することにより、バッテリ３の電圧を一定に
保っている。

次に何らかの異常（例えば、発電制御部２１内の抵抗の
損傷など）により、交流発電機１の発電電圧が上昇し、
バッテリ３の電圧が設定値以上に上昇した場合には、過
電圧検出用比較器２２ｈの入力（＋）端子に入る平滑回
路２２ｐの出力電圧が、過電圧検出用比較器２．２ｈの
入力（−）端子の基準電圧より高くなり、過電圧検出用
比較器２２ｈの出力（異常報知信号）はルベルとなる。

そして発電検出用比較器２２ｉおよび初期励磁用比較器
２２ｊは、入力（−）端子の電圧が入力（＋）端子の基
準電圧よりも高いため、それぞれ出力に０レベルを出す
。従って、ランプ点滅用発振Ｗ２２ｋが一定の同期でＯ
レベル、ルベルを交互に発振し、論理和回路２２ｎを介
してトランジスタ２８をルベル、０レベルに対応して通
電、遮断することにより、ランプ５を点滅表示させて運
転者にバッテリ３の過充電を知らせる。同時に、過電圧
検出用比較器２２ｈのルベル出力（異常報知信号）によ
り、抵抗２２ｒを介してトランジスタ２２ｇを通電し、
抵抗２２ｆを短絡して、過電圧検出用比較器２２．ｈの
入力（−）＠子における基準電圧を下げる。また、論理
和口、路２２ｎの出力がルベルになるため、トランジス
タ２５を通電して、さらにトランジスタ２３を遮断する
。

すると励磁巻線１１に励磁電流が流れず、交流発電機１
の発電電圧を下げる。そしてトランジスタ２２ｇを導通
して低下させた過電圧検出用比較器２２ｈの入力（−）
端子における基準電圧よりも、平滑回路２２ｐの出力電
圧が低くなるまでトランジスタ２３を遮断させることに
より、バッテリ３の平均電圧を止宿時の電圧に近い値に
て制御し、過充電を防止できる。

また、本発明の一実施例として発電ｊｌｉｌ制御部２１
および警報制御部２２はそれぞれ互いに独立したモノシ
リツク集積回路（ＩＣ）で構成しているため、どちらか
の制御部で故障が起きた場合でも、他の制御部へその故
障が波及することはないという利点がある。

〔発明のリノ果〕

以上述べたように本発明においては、車両のバッテリを
充電する交流発電機の励磁巻線の電流を断続し交流発電
機の出力電圧を設定電圧に保つスイッチング手段と、こ
のスイッチング手段を制御する発電制御部と、交流発電
機の発電の有無および交流発電機の出力電圧の過電圧を
検出し、発電の異常状態を報知する＠報制御部と、この
警報制御部からの異常報知信号を検出して前記スイッチ
ング手段を遮断する遮断回路とを有したから、回路内の
抵抗などの損傷原因によって交流発電機が界雷電圧にな
ると、警報を発するとともに、バッテリの過充電を防ぐ
という効果がある。また、万一警報に気付かなかったり
無視されたとしても、バッテリが過充電になることがな
いので、バッテリの損傷を少なくすることができる。更
に、車載電子機器に損傷を与えるおそれがないので、故
障の復旧が容易である。なお、スイッチング手段の遮断
によってバッテリの充電は不能となりバッテリ電力は枯
渇するが、この故障は過電圧による故障よりも復旧が容
易である。

【図面の簡単な説明】

図は本発明車両用充電制御装置における電気回路図であ
る。 １・・・交流発電機、５・・・ランプ、２１・・・発電
制御部、２２・・・警報Ｗｉ！制御部、２３・・・スイ
ッチング手段をなすトランジスタ、２５・・・遮断手段
をなすトランジスタ。 代理人弁理士　岡　部　隆

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１車両のバッテリを充電する交流発電機の励磁巻線
   の電流を断続し前記交流発電機の出力電圧を設定電圧に
   保つスイッチング手段と、前記バッテリの電圧を人力信
   号として前記スイッチング手段を制御する発電制御部と
   、前記交流発電機の出力電圧を入力信号とし該人力信号
   から前記交流発電機の発電の有無および前記交流発電機
   の出力電圧の過電圧を検出し発電の異常状態を報知する
   警報制御部と、この警報制御部からの異當報知信号を検
   出して前記スイッチング手段を遮断する遮断手段とを有
   する車両用充電制御装置。 （２）前記発電制御部と前記警報制御部とをそれぞれ別
   個の独立した集積回路として構成した特許請求の範囲第
   １項記載の車両用充電制御装置。