JPH049023B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、充電発電機制御装置に関するもの
で、特に、開閉装置と診断装置を備えたことによ
り、異常状態を検知・表示すると共に、発振装置
により、上記開閉装置をオン・オフ制御して、平
均値一定の初期励磁電流を供給する充電発電機制
御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

先ず、この種従来装置に関し、第１図に示し説
明する。図において、１は図示しない車両等に装
備され、図示しない機関により駆動される三相交
流発電機で、三相星形結線された電機子コイル１
０１と界磁コイル１０２を有している。２は上記
発電機１の交流出力を全波整流する全波整流装
置、２０１，２０２，２０３はそれぞれ第１、第
２整流出力端と接地端、３は上記界磁コイル１０
２に流れる界磁電流を制御することによつて上記
発電機１の出力電圧を基準の調整値に制御する電
圧調整装置で、以下の部品にて構成されている。

即ち、３０１は上記界磁コイル１０２の両端に
接続されたサージ吸収用ダイオード、３０２，３
０２は、上記界磁コイル１０２の通電々流を断続
するダーリントン接続されたパワートランジス
タ、３０４は該トランジスタ３０２，３０３のベ
ース回路を構成する抵抗、３０５は上記トランジ
スタ３０２，３０３をオン・オフ制御する制御ト
ランジスタ、３０６は上記発電機１の第２整流出
力端２０２の電圧を検出して、この出力電圧が基
準の調整値に達した時に導通するゼナーダイオー
ド、３０７，３０８は互いに直列に接続され、電
圧の分圧回路を構成する抵抗、３０９は充電表示
灯６と並列に接続され、該充電表示灯６が断線し
ても上記発電機１に初期励磁電流を供給し得る初
期励磁抵抗である。４は蓄電池、５はキースイツ
チである。

次に、以上の様に構成された従来装置の動作を
説明する。先ず、機関の始動に際し、キースイツ
チ５を閉成すると、蓄電池４から、キースイツチ
５、抵抗３０４を介して、トランジスタ３０２，
３０３にベース電流が供給され、トランジスタ３
０３，３０３は導通する。該トランジスタ３０
２，３０３が導通すると、蓄電池４から、キース
イツチ５、充電表示灯６及び抵抗３０９、界磁コ
イル１０２、トランジスタ３０２，３０３を介し
て、界磁コイル１０２に界磁電流が流れ、界磁起
磁力が発生する。

この状態で機関が起動し、発電機１が駆動され
ると、その回転数に応じて電機子コイル１０１に
交流出力を誘起し、この出力は全波整流装置２に
よつて全波整流される。ここで、該整流出力が基
準の調整値以下の時、抵抗３０７，３０８にて構
成される分圧回路の分圧点電位がまだ低いので、
ゼナーダイオード３０６は導通状態に至らず、不
導通状態を保持し、界磁電流の供給は保持されて
おり、それによつて発電機１の出力電圧は、回転
数の上昇に伴なつて上昇している。その後、発電
機１の回転数が更に上昇して、出力電圧が上記基
準の調整値以上になれば、抵抗３０７，３０８か
らなる分圧回路の分圧点電位も高くなり、ゼナー
ダイオード３０６は導通し、該ゼナーダイオード
３０６を通じて、トランジスタ３０５にベース電
流が供給され、トランジスタ３０５は導通する。
該トランジスタ３０５が導通すると、トランジス
タ３０３のベース電流が断たれ、次いでトランジ
スタ３０２のベース電流も断たれるので、トラン
ジスタ３０２，３０３は不導通となり、界磁コイ
ル１０２に流れていた電流が遮断され、発電機１
の出力電圧が低下する。この出力電圧が基準の調
整値まで下がると、抵抗３０７，３０８からなる
分圧回路の分圧点電位が低くなるので、再びゼナ
ーダイオード３０６が不導通となり、トランジス
タ３０５へのベース電流が断たれるので、トラン
ジスタ３０５は不導通状態となり、トランジスタ
３０２，３０３は抵抗を通してベース電流が供給
されるので導通して界磁コイル１０２に界磁電流
が流れ、発電機１の出力電圧は再び上昇する。

上述した動作を繰り返して、発電機１の出力電
圧は上記基準の調整値に制御され、この制御され
た電圧にて、蓄電池４を充電するのである。ま
た、この時、第２整流出力端２０２の出力電圧も
ほぼ基準の調整値となり、蓄電池４との電位差が
ほとんどなくなる為、充電表示灯６は消灯し、蓄
電池４の充電状態を表示する。

しかしながら、上記の従来装置に於ては、界磁
コイル１０２の励磁回路の一部が断線した場合、
発電機１が無発電状態となつても充電表示灯６は
点灯しない。この為、非充電状態がわからず、バ
ツテリー上がりに至る。また界磁磁コイル１０２
の励磁回路に充電表示灯６が接続されているの
で、発電機の立上り励磁電流を有効に利用できな
く、発電機の立上り特性が劣るという欠点も有し
ていた。この発明は、上記欠点を解消する優れた
充電発電機制御装置を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る充電発電機制御装置は、充電発
電機の電機子コイルに誘起される交流出力を整流
し、第１，第２整流出力端と接地端子とを有する
整流装置、該整流装置の第１整流出力端の出力に
より充電される蓄電池、上記整流装置の第２整流
出力端の出力により励磁される上記充電発電機の
界磁コイル、該界磁コイルへの通電々流を断続す
ることによつて、上記発電機の出力電圧を基準の
調整値に制御する電圧調整装置、上記蓄電池と上
記接地端子の間にキースイツチを介して直列に接
続された充電表示灯、この充電表示灯と上記接地
端子の間に直列に接続された開閉素子、上記第２
整流出力端の電圧を検出し上記充電発電機の無発
電、及び無制御の異常状態を検知して、上記開閉
素子を導通させる診断装置、上記キースイツチと
上記第２整流出力端との間に接続され、上記充電
発電機の無発電時に電圧設定端に設定された電圧
値に応じて上記第２整流出力端の電圧を上記基準
の調整値より低い設定値以下、即ち、無発電を規
定する設定値以下に調整する開閉装置、及び上記
開閉装置の電圧設定端と上記接地端子の間に接続
され、上記開閉装置をオン・オフ制御する発振装
置を備えたことを特徴とするものである。

〔作 用〕

このような構成とすることにより、診断装置に
より充電発電機の無電機の異常を検知して充電表
示灯で表示でき、又、発振装置により開閉装置を
オン・オフ制御して界磁コイルに初期励磁電流を
流すようにしているので開閉装置の発熱が少なく
なる。更に、充電表示灯の通電回路を界磁コイル
の励磁回路とは別回路に構成できるため、界磁コ
イルへの励磁電流を有効に利用できるので、発電
機の立上り特性が向上する。

〔実施例〕

以下、第２図乃至第７図に示すこの発明の一実
施例について説明する。

第２図において、７は一般的に用いられている
マルチバイブレータからなる発振装置で、抵抗７
０５〜７０８、コンデンサ７０３，７０４、及び
トランジスタ７０１，７０２からなり、トランジ
スタ７０１と７０２とが交互にオン・オフを繰り
返す動作を行なうものである。８は開閉装置であ
り、発電機１の立上り時には、設定値を変えられ
る平均値一定の初期励磁電流を界磁コイル１０２
に供給し、励磁回路の断線で開閉装置８が発振器
７の指令によりオン時においては第２整流出力端
２０２電圧を任意の値に設定できる。部品構成は
以下の様である。

即ち８０１は初期励磁電流を発振装置７の指令
によりオン・オフする直列制御トランジスタ、８
０２は該トランジスタのエミツタ端子に直列に接
続された、最大初期励磁電流設定用抵抗、８０３
は発電時における逆流阻止ダイオード、８０４，
８０５は互いに直列に接続され、電圧設定端８０
７電圧を設定する為の分圧回路を構成する抵抗、
８０６は発振装置７より開閉装置８へオン・オフ
指令を伝えるダイオード、８０７は電圧設定端で
ある。１０，１１は、上記充電表示灯６と接地間
に直列接続された開閉素子であるダーリントン接
続されたトランジスタ、９は診断装置であり、異
常状態を検知して、上記トランジスタ１０，１１
を導通させ充電表示灯６を点灯させる機能を有
し、以下の部品にて構成されている。９０３はリ
ツプル吸収用コンデンサ、９０４は充電表示灯６
点灯時の突入電流及び誤配線時電流制限抵抗、９
０５，９０６は互いにOR（論理和）接続された
ダイオード、９０７はダイオード９０５を介して
上記トランジスタ１０，１１のベース回路に接続
された抵抗、９０８は第２整流出力端２０２電圧
が無発電を規定する設定値以下の時オフし、抵抗
９０７、ダイオード９０５を通して上記トランジ
スタ１０，１１へベース電流を流し、導通させる
トランジスタ、９０９は上記トランジスタ９０８
のベース端子に直列に接続され、第２整流出力端
２０２電圧が無発電を規定する設定値以上となつ
た時、導通するゼナーダイオード、９１０，９１
１は互いに直列に接続され、第２整流出力端２０
２電圧の分圧回路を構成する抵抗、９１２は第２
整流出力端２０２電圧が無制御を規定する設定値
以上の時導通するゼナーダイオード、９１３，９
１４は互いに直列に接続され、第２整流出力端２
０２電圧の分圧回路を構成すると共に、第２整流
出力端２０２電圧が無制御を規定する設定値以上
の時、ゼナーダイオード９１２、ダイオード９０
６を通して上記トランジスタ１０，１１へベース
電流を流し、導通させる抵抗、９１５はキースイ
ツチ５と充電表示灯６の接続点よりトランジスタ
８０１の間の配線オープン時、充電表示灯６を点
灯させる為のダイオードである。

以上の様に構成されたこの発明の一実施例装置
の動作説明を行なう。

先ず、機関の始動に際し、キースイツチ５を閉
成すると、従来装置と同様に、トランジスタ３０
２，３０３が導通し、トランジスタ８０１も、蓄
電池４から、キースイツチ５、充電表示灯６、ダ
イオード９１５、抵抗８０４を通してベース電流
を供給されて導通しているので、蓄電池４からキ
ースイツチ５、トランジスタ８０１、抵抗８０
２、ダイオード８０３、界磁コイル１０２、トラ
ンジスタ３０２，３０３を介して、界磁コイル１
０２に界磁電流が流れ、界磁起磁力を発生する。
この時、トランジスタ８０１は、発振装置７のト
ランジスタ７０１がオン・オフを繰り返している
ため、ダイオード８０６を通し、常時オン・オフ
制御されている。

第３図は発振装置７より出力される発振波形、
第４図は界磁コイル１０２に供給される初期励磁
電流波形である。図中、界磁電流は界磁コイル１
０２のインダクタンス分の影響により、トランジ
スタ８０１のオン時には順次増大し、オフ時には
サージ吸収用ダイオード３０１を通して順次減少
している。第５図はトランジスタ８０１がオン時
に、蓄電池４より供給される初期励磁電流波形、
第６図は、無発電時における第２整流出力端２０
２電圧波形である。

開閉装置８において、電圧設定端８０７と接地
端間抵抗は、抵抗８０５の値と、界磁コイル１０
２抵抗値と抵抗８０２の直列合成値にトランジス
タ８０１の電流増幅率を乗じた値との並列合成抵
抗値となる。この為、該並列合成抵抗値と抵抗８
０４の比により電圧設定端８０７電圧は求まる。
励磁回路中、第２整流出力端２０２より接地端ま
でがオープンした時の電圧設定端８０７電圧を無
発電を規定する設定値以下に決定する。トランジ
スタ８０１に流れる初期励磁電流の最大値は、次
の計算により求まる。即ち、上記の電圧設定端８
０７電圧よりトランジスタ８０１のベース・エミ
ツタ間電圧、ダイオード８０３電圧降下、トラン
ジスタ３０２のコレクタ・エミツタ間電圧を各々
引いた値を、界磁コイル１０２抵抗と抵抗８０２
の合成値で除した電流値となる。又、初期励磁電
流の平均値は発振装置７のデユーテイ比により設
定される。電圧設定端８０７における電圧は励磁
回路断線時において無発電を規定する設定値以下
に設定されているので、発電機１の立上り時、診
断装置９のゼナーダイオード９０９は非導通とな
り、トランジスタ９０８はオフする。該トランジ
スタ９０８のオフにより、トランジスタ１０，１
１は、抵抗９０７、ダイオード９０５を通してベ
ース電流を供給され導通し、蓄電池４、キースイ
ツチ５、充電表示灯６、抵抗９０４、トランジス
タ１０，１１の回路で、充電表示灯６を点灯させ
る。この状態を第７図Ｃに示す。次に機関が始動
し、発電機１が発電し、電圧調整装置３に於て、
従来装置と同様にトランジスタ３０２，３０３が
オン・オフして、基準の調整値に制御する様にな
ると、ゼナーダイオード９０９は導通し、トラン
ジスタ９０８はオンするのでトランジスタ１０，
１１はベース電流を断たれてオフし、また、この
状態において発振装置７によつて開閉装置８のト
ランジスタ８０１はオン・オフ制御されるが、第
２整流出力端２０２の電圧の方が開閉装置の８の
出力端電圧より高くなるので、開閉装置８を介し
て界磁コイル１０２の励磁回路へは通電されなく
なる。

従つて、発振装置７のオン・オフ信号により、
常時トランジスタ８０１をオンオフ制御している
が、界磁コイル１０２の励磁回路の制御へは何ら
影響を与えることなく、そのため、発振装置７の
停止回路は不要となる。

この状態で、励磁回路の一部である界磁コイル
１０２やトランジスタ３０２，３０３及び配線が
オープン不良を起すと、第２整流出力端２０２の
電圧が第６図に示す波形となる。上記条件でトラ
ンジスタ８０１オン時においても電圧設定端８０
７における電圧は無発電を規定する設定値以下に
なる様、設定されている。この為、第２整流出力
端２０２電圧は無発電を規定する設定値以下とな
り、診断装置９のゼナーダイオード９０９は非導
通となり、トランジスタ９０８はオフする。該ト
ランジスタ９０８のオフにより、トランジスタ１
０，１１は抵抗９０７、ダイオード９０５を通し
てベース電流を供給され導通し、立上り時と同様
に充電表示灯６が点灯し、第７図Ｃに示す如く無
発電状態を知らせる。尚、トランジスタ９０８、
ゼナーダイオード９０９はコンパレータを使用し
た回路によつても同様の効果が得られる。次に、
電圧調整装置３の故障等で、発電機１の出力電圧
を基準の調整値に制御できず、蓄電池４が過充電
となる無制御を規定する設定値を越す場合、抵抗
９１３，９１４により構成される第２整流出力端
２０２電圧の分圧回路の分圧点電圧も上昇する。
該電圧の上昇により、ゼナーダイオード９１２は
導通し、ダイオード９０６を通して、トランジス
タ１０，１１へベース電流を供給して導通させ、
充電表示灯６を点灯させる。この状態を第７図ａ
に示す。また、第１整流出力端２０１が外れた原
因により、発電機１が発電はしているが、蓄電池
４には充電されていない状態の時、第１、第２整
流出力端２０１，２０２に発生する電圧は、無制
御を規定する設定値以上となる期間が生じる。こ
の期間中、ゼナーダイオード９１２は導通し、ト
ランジスタ１０，１１はダイオード９０６を通し
て間欠的にベース電流を供給されている。しか
し、コンデンサ９０３の働きにより、トランジス
タ１０，１１は常時導通し、充電表示灯６を点灯
させる。この状態を第７図ａに示す。

尚、ゼナーダイオード９１２はコンパレータを
使用した回路によつても同様の効果が得られる。
又、抵抗８０２に関しては、電圧設定端８０７電
圧を下げる事により、省いても同様の効果が得ら
れる。

以上述べたように、この装置においては、従来
方式に於て検出できなかつた無発電、無制御、第
１整流出力端２０１外れ等の異常を検知して充電
表示灯６を点灯させている。即ち、無発電に関し
ては、電圧設定値８０７電圧が常に無発電を規定
する設定値以下となる様、設定することにより検
出、又、無制御に関しては無制御を規定する設定
値を設けて検出している。

次に第１整流出力端２０１外れの場合には、あ
る期間、無制御を規定する設定値を越える事を利
用して検出している。この結果、無発電時及び第
１整流出力端２０１外れ時にはバツテリー上りに
至るのを防止し、無制御時には蓄電池４の過充電
及び電気負荷の破壊、故障を防ぐのに効果があ
る。

初期励磁電流に関しても発振装置７により、ト
ランジスタ８０１をオン・オフ制御して、界磁コ
イル１０２に流れる電流の平均値を一定にしてい
る。即ち、トランジスタ８０１がオン・オフした
場合、トランジスタ８０１から界磁コイル１０２
には断続的に通電されるが、第４図に示すように
トランジスタ８０１がオンに切り換わると界磁コ
イル１０２には平均値よりも高い電流が流れ、逆
にトランジスタ８０１がオンからオフに切り換わ
ると、界磁コイル１０２からダイオード３０１を
介して通電されるため界磁コイル１０２への通電
電流は減少されるが全体でみると界磁コイル１０
２に流れる電流の平均値は従来装置と同一とな
り、又、トランジスタ８０１を常にオンして界磁
コイル１０２に通電するものに比して通電は断続
的に行なわれるので、開閉装置８の発熱を軽減で
きる。更に、充電表示灯６の通電回路を界磁コイ
ル１０２の励磁回路とは別回路に構成できるた
め、界磁コイル１０２への励磁電流を有効利用で
きるので発電機１の立上り特性を向上できる。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明では、充電発電機の電機
子コイルに誘起される交流出力を整流し、第１，
第２整流出力端と接地端子とを有する整流装置、
該整流装置の第１整流出力端の出力により充電さ
れる蓄電池、上記整流装置の第２整流出力端の出
力により励磁される上記充電発電機の界磁コイ
ル、該界磁コイルへの通電々流を断続することに
よつて、上記発電機の出力電圧を基準の調整値に
制御する電圧調整装置、上記蓄電池と上記接地端
子の間にキースイツチを介して直列に接続された
充電表示灯、この充電表示灯と上記接地端子の間
に直列に接続された開閉素子、上記第２整流出力
端の電圧を検出し上記充電発電機の無発電、及び
無制御の異常状態を検知して、上記開閉素子を導
通させる診断装置、上記キースイツチと上記第２
整流出力端との間に接続され、上記充電発電機の
無発電時に電圧設定端に設定された電圧値に応じ
て上記第２整流出力端の電圧を上記基準の調整値
より低い設定値以下、即ち、無発電を規定する設
定値以下に調整する開閉装置、及び上記開閉装置
の電圧設定端と上記接地端子の間に接続され、上
記開閉をオン・オフ制御する発振装置を備えたこ
とにより、診断装置により充電発電機の無発電の
異常を検知して充電表示灯で表示できるので、バ
ツテリ上りを防止でき、又、発振装置により開閉
装置をオン・オフ制御して界磁コイルに初期励磁
電流を流すようにしているので、発電機の立上り
時設定を変えることのできる平均値一定の初期励
磁電流を界磁コイルに供給でき、発電機の立上り
特性を安定にでき、また開閉装置の発熱を軽減で
き、更に、充電表示灯の通電回路を界磁コイルの
励磁回路とは別回路に構成できるため、界磁コイ
ルへの励磁電流を有効に利用できるので発電機の
立上り特性を向上できるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置を示す電気回路図、第２図
は、この発明の一実施例を示す電気回路図、第３
図は第２図に示す発振装置７の発振波形、第４図
は第２図に示す界磁コイル１０２に流れる初期励
磁電流波形、第５図は第２図に示すトランジスタ
８０１に流れる初期励磁電流波形、第６図は第２
図に示す無発電時における第２整流出力端２０２
電圧波形、第７図は第２図に示す実施例における
発電機出力電圧に対する充電表示灯６の状態を示
す図である。 図中、１は交流発電機、１０１は電機子コイ
ル、１０２は界磁コイル、２は全波整流装置、２
０１は第１整流出力端、２０２は第２整流出力
端、２０３は接地端、３は電圧調整装置、４は蓄
電池、５はキースイツチ、６は充電表示灯、７は
発振装置、８は開閉装置、９は診断装置、１０，
１１はトランジスタである。尚、図中、同一符号
は、同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 充電発電機の電機子コイルに誘起される交流
   出力を整流し、第１，第２整流出力端と接地端子
   とを有する整流装置、該整流装置の第１整流出力
   端の出力により充電される蓄電池、上記整流装置
   の第２整流出力端の出力により励磁される上記充
   電発電機の界磁コイル、該界磁コイルへの通電電
   流を断続することによつて、上記発電機の出力電
   圧を基準の調整値に制御する電圧調整装置、上記
   蓄電池と上記接地端子の間にキースイツチを介し
   て直列に接続された充電表示灯、この充電表示灯
   と上記接地端子の間に直列に接続された開閉素
   子、上記第２整流出力端の電圧を検出し上記充電
   発電機の無発電、及び無制御の異常状態を検知し
   て、上記開閉素子を導通させる診断装置、上記キ
   ースイツチと上記第２整流出力端との間に接続さ
   れ、上記充電発電機の無発電時に電圧設定端に設
   定された電圧値に応じて上記第２整流出力端の電
   圧を上記基準の調整値より低い設定値以下に調整
   する開閉装置、及び上記開閉装置の電圧設定端と
   上記接地端子の間に接続され、上記開閉装置をオ
   ン・オフ制御する発振装置を備えた充電発電機制
   御装置。