JP2720468B2 - 車両用充電制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は車両用バツテリ充電制御装置に関し、特に高
電圧負荷を有するバツテリ充電制御装置に関する。

［従来の技術］ 近年、自動車の電気負荷は容量を増すとともに高電圧
出力に対す要求も高まつて来ており、その実現方法の１
つとして、トランスを用いて昇圧して高電圧を得る方法
がある。例えば、エンジンにより駆動される車両用交流
発電機の出力を整流してバツテリを充電し他方で発電機
出力をトランスで昇圧した高圧出力を整流してスイツチ
手段を介して高圧負荷に印加し、バツテリ電圧を検知し
て交流発電機の励磁電流を可変制御して発電機出力を維
持する車両用充電制御装置が提案されている。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記従来の構成に於て、高電圧要求負荷に電力を断続
的に加え制御を行なうと、発電機に対する要求出力の変
動が激しいのに対してバツテリ電圧の変化はゆるやかな
ので、バツテリ電圧を検知して発電機出力電圧を制御す
る従来の充電制御装置では要求出力に対して十分な追従
ができない。そのため車両負荷に対して、過電圧、低電
圧等の問題が発生する。

本発明は高圧負荷の断続制御時においても充分な追従
機能を果たす充電制御装置を提供することを目的とす
る。

［問題点を解決するための手段］ 本発明によれば、発電機の交流出力を変圧する変圧器
と、該変圧器出力を整流して直流出力を得る第１の整流
手段と、該第１の整流手段と第１の負荷と直列に接続さ
れたスイツチング手段と、発電機の交流出力を整流して
バツテリを含む車両電気負荷へ供給する第２の整流手段
と、該第２の整流手段出力を検出して発電機の励磁電流
を制御する電圧調整器とを含む車両用充電制御装置にお
いて、前記スイツチング手段作動時は電圧調整器の検出
電圧を発電機出力側電圧に切換えることを特徴とする車
両用充電制御装置が提供される。

［作用］ スイツチング手段の非作動時に於て交流発電機の整流
出力をバツテリを含む車両電気負荷に供給する際は、電
圧調整器によりバツテリを検出して、これに従つて発電
機の励磁電流を制御する。スイツチング手段の動作時に
於て変圧器出力の整流直流出力が第１の負荷に供給され
る際には、電圧調整器は発電機出力側電圧を検出して、
これに従つて発電機の励磁電流を制御する。

［実施例］ 第１図乃第４図は本発明実施例を示す。図中同一参照
符号は同一部材を表わす。第１図において１はステータ
巻線1a、ロータ巻線1b、全波整流器1cを有する通常の車
両用交流発電機、２は電圧調整器、３はバツテリ、４は
車両負荷でこれらは通常の車両のものと同じである。

また高電圧を得るために交流発電機１より交流をとり
出し、トランス５を用いて必要な電圧に変換して整流器
で直流にして高電圧負荷７に供給する。制御回路10でト
ランジスタ等のスイツチング手段８の開閉を制御してこ
の負荷に与える電力を断続制御する。高電圧負荷７は例
えば車両のウインドシールドに蒸着された透明抵抗体か
ら成る。電圧調整器２のＢ端子はバツテリ３の出力端子
に接続され、Ｓ端子はスイツチ９の可動端子に接続さ
れ、Ｆ端子はロータ巻線1bに接続されてＳ端子検出電圧
に応じてロータ巻線励磁電流を制御する。本実施例によ
り、高圧負荷７の動作、非動作を指示するスイツチ11
と、これに連動して交流発電機の整流出力とバツテリ端
子電圧を電圧調整器２のセンス端子Ｓに切り換え接続す
るスイツチ９とが設けられる。

通常（高電圧負荷を使用しない時）は、電圧調整器２
のＳ端子は図の様にバツテリに接続され充電制御を行
う。次に高電圧負荷が要求されてスイツチ11がオンにさ
れてスイツチング手段８が断続制御を行う時には、スイ
ツチ11と連動するスイツチ９も切り換えＳ端子を発電機
１の出力端子に接続する。これにより急激な出力変動に
対しても電圧調整器２は発電機１の出力端子を監視して
いるので変化に追従して充電制御ができる。よつてバツ
テリ３及び高圧負荷４に常に安定した電圧を供給するこ
とが可能となる。

電圧調整器２の具体例を第２図に示す。主にツエナー
ダイオード20によつて決まる設定電圧より2a端子の電圧
が高いとトランジスタ22がオンし、トランジスタ23がオ
フとなりロータ巻線1bの励磁を止めることで発電機１の
出力電圧を一定に保つものである。スイツチング手段８
および制御回路10は高圧負荷７に与える電力を制御する
装置でその回路例を第３図に示す。この回路の動作はOP
アンプ30により傾斜波を発生させる（OPアンプ30の一入
力端子に表われる）。これをコンパレータ31の＋端子に
入れる。コンパレータのしきい値は抵抗42と43の比によ
つて決定される。この比を変化させることでコンパレー
タ31の出力は、デューティー比の異なつた方形波となる
（第４図参照）。第4a図はOPアンプ30の（−）入力端子
に生じる傾斜波の波形を示し、第4b図コンパレータ31の
出力電圧波形を示す。スイツチング手段を構成するパワ
ートランジスタ32をこの方形波信号でオン、オフさせて
負荷に与える電力を制限できる。なお、24〜26、37〜46
は抵抗器、43は可変抵抗器、21,33〜34はダイオード、3
5〜36はキヤパシタを夫れ夫れ示す。

前述の如く第１の切り換えスイツチ９は電圧調整器２
のＳ端子の接続場所を切り換えるスイツチで、バツテリ
と発電機１の出力端子とを切り換える。スイツチ９はス
イツチ11と連動して、図中スイツチ11がオフになるとス
イツチ９は可動端子をバツテリ側へ接続し、オンになる
と可動端子を発電機側へ接続する。

全体の動作について説明する。通常動作時、即ち高圧
負荷７の動作を必要としないときは、スイツチ11のオフ
と連動してスイツチ９は図中の可動端子をバツテリ側へ
接続しこの電圧を監視して発電機１の出力電圧を制御す
る。高圧負荷７の動作が必要なときはスイツチ11がオン
にされて、その必要とする電力が負荷７に与えられるよ
うに、つまり平均電力で要求値に一致する様パワートラ
ンジスタの32のON−OFFの時間比を変える制御をする。
このとき発電機１から見れば、発電機の発生する電力と
同等程度の電力を要求する大きな負荷が接続されたり切
られたりすることになる。このときに電圧の監視をバツ
テリで行なつているとバツテリは、容量の大きなコンデ
ンサとみなせるから負荷の変動やトランス５の応答に比
してバツテリ電圧の変化はゆつくりしたものになる。そ
のため、スイツチング手段８の断続動作に追従できな
い。そこでスイツチ11のオン動作と連動する切り換えス
イツチ９によりＳ端子を発電機１の出力端子へ接続変更
してやれば、発電機１の変動に追従できる様になる。

その他の実施例として、第１図では、トランスによる
電圧変換を用い出力を取り出しているが発電機の負荷と
してトランスに限る必要はない。従つて、発電機の負荷
が断続制御等により高速に変動する場合に本発明は利用
できる。

［効果］ 車両用交流発電機でバツテリ等の低速変動負荷に給電
する際にはバツテリ端子電圧に応じて発電機励磁電流を
制御し、他方高速変動負荷に給電する際には発電機出力
電圧に応じて発電機励磁電流を制御することにより、負
荷の変動速度に追従して負荷変動に見合つた発電機出力
で給電することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の回路ブロツク結線図であり、第
２図は第１図に於ける電圧調整器の回路図であり、第３
図は第１図に於けるスイツチング手段及び制御回路の結
線図であり、第4a図および第4b図は第３図に於ける要部
の波形図である。 1:発電機（1a:ステータ巻線、1b:ロータ巻線、1c:全波
整流器）、2:電圧調整器、3:バツテリ、4:車両負荷、5:
トランス、6:高電圧用整流器、7:高電圧負荷、8:スイツ
チング手段、9:切り換えスイツチ、10:制御回路、11:ス
イツチ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両用交流発電機の交流出力を変圧する変
   圧器と、該変圧器出力を整流して直流出力を得る第１の
   整流手段と、該第１の整流手段と第１の負荷と直列に接
   続されたスイッチング手段と、発電機の交流出力を整流
   してバッテリを含む車両電気負荷へ供給する第２の整流
   手段と、バッテリ電圧または前記第２の整流手段の出力
   電圧を検出して発電機の励磁電流を制御する電圧調整器
   と、前記電圧調整器の検出すべき電圧を前記スイッチン
   グ手段作動時は前記第２の整流手段の出力電圧にし、非
   作動時はバッテリ電圧にする切換手段とを有する車両用
   充電制御装置。