JPS62296726A - 車両用充電警報装置 - 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】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は車面充電警報装置に係り、特に寒冷地向けの複
数の蓄電池を有する自動車の充電系統に供するに好適な
車両用充電警報装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の車両用充電装置は、米国特許第４０４５７１８号
等にて開示されたような複数の蓄電池を直列に接続した
物が提示されていたが、充電系統に不具合がある時にこ
れを警報する方法については論じられていなかった。又
、実開昭５９−１５５８４５号に記載のように発電系統
を２系統用意して、それぞれに充電警報手段を設置する
方法についても提示されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

後者の技術では、充電表示灯が複数個必要であるため、
経済上不利であり、特に近年自動車においては警報ラン
プが多く採り入れられているため、充電系統のために２
個以上のランプを費すことは不可能である。

本発明の目的は、単数の警報手段で複数の電圧系統の不
具合を瞥することが可能な車両用布ｆｆ１ｆｆ報装置を
供給することにある。特に後者の公知例のような充電表
示灯で界磁の初期励磁を行う充電装置において使用する
に足る装置を供給することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、第２の蓄電池の平均電圧を検出して、該平
均電圧があらかじめ設定された範囲内であるか否かを判
定する比較手段を設け、該平均電圧が異常値を示す時に
、警報手段を駆動するトランジスタを設けることにより
達成される。更に初期励磁時には、該トランジスタが導
通して、初期励磁電流が流出する事を防ぐための駆動回
路を設けることにより実現できる。

〔作用〕

上記構成は、上記充電警報手段を第１の蓄電池又は第２
の蓄電池の異常時に、どちらかが悪くても点灯するよう
にＯＲ（論理和）で動作するように配置したものである
。しかし、初期励磁時に前記トランジスタが導通すると
発ｉｌｌの界磁巻線に電流が流れなくなるので、前記ト
ランジスタの飽電圧を高くして、初期励磁時には強制的
に前記トランジスタを遮断する工夫を採り入れている。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図により説明する。

第１図中１はエンジン（図示せず）により駆動される発
電機であり、２は発電機１の８力端子Ｂ１により充電さ
れる第１の蓄電池であり、３は発電機ｌの出力端子Ｂ２
により充電される第２の蓄電池である。第１の蓄電池２
及び第２の蓄電池３は共に、１．５　　Ｖセルを６個直
列接続した１２Ｖ鉛蓄電池である。４は始動モータであ
り。

始動スイッチ５により動作する。６は電気負荷であり、
例えば車両用のヘッド・ライト等の補機が、スイッチ７
を介して第１の蓄電池２に接続されている。８はキー・
スイッチであり、車両の運行維持に必要な電源を供給す
る。９は充電警告灯であり、充電系統の不具合時に点灯
する６発電機１の内部は、第１の電機子巻線１１．第２
の電機子巻線１２が電気的に独立して巻かれており、界
磁巻線１３から磁束が供給され発電を行う、１４は第１
のａ流装置であり、１５は第２の整流装置である。これ
らの整流装置は第１及び第２の電機予巻ｆｉｌｌ、１２
の交流出力を直流に変換する。１６は補助整流器であり
、界磁巻ＸＪＡ１３に界磁電流を供給する。１ｏは逆流
防止用ダイオードであり。

補助整流器１６を通って流れる電流が充電警告灯９に逆
流することを防止している。１７は第１の電圧調整装置
であり、界磁巻線１３の電流を制御して、第１の出力電
圧を調整する。１８は第２の電圧調整装置及び充電警報
装置であり、後述の方法により第２の出力電圧を調整し
、又充電警告灯９を利用し第２の出力電圧の不具合を警
報する。

第２図は、第１の電圧調整装置１７の内部回路を示した
ものであり、パワー・トランジスタ２０１、ダイオード
２０２．）−ランジスタ２０３゜抵抗器２０４，２０５
，２０６．ツェナー・ダイオード２０７により構成され
る。第３図は第２の電圧調整装置の内部回路を示したも
のであり、ＮチャネルパワーＦＥＴ　（ｆｔｉ界効果ト
ランジスタ）３００、ＮＰＮ形トランジスタ３０２，３
２０゜ＰＮＰ形トランジスタ３０４，３１２．ツェナー
・ダイオード３０６．ダイオード３０７，３０８゜抵抗
器３０１，３０３，３０５，３１０，３１１゜３１３．
３１５，３１６，３１７，３１８．コンデンサ３１９．
比較器３１４．充電警報装置３０９から構成される。

第４図は、第３図中、充電警報装置３０９の内部回路を
示したものであり、パワー・トランジスタ４００．ＮＰ
Ｎ形トランジスタ４０３．ＰＮＰ形トランジスタ４ｏ５
．ダイオード４０６゜４０７、抵抗器４０１，４０２，
４０４，４０８゜４１１．４１２，４１３，４１４，４
１６゜４１７、コンデンサ４１５．比較器４０９゜４１
０から構成される。

以上の構成による始動充電系統の動作を説明する。まず
、キー・スイッチ８を投入すると、第１の蓄電池２から
、キー・スイッチ８．充電警告灯９、逆流防止用ダイオ
ード１０．界磁巻線１３゜パワー・トランジスタ２０１
を通って電流が流れ。

充電警告灯９が点灯するとともに界磁者＃１１３が励磁
される。次に始動スイッチ５が投入され、始動モータ４
が回転する。この時、蓄電池は直列接続されているので
始動モータ４には２４Ｖが印加されている。始動モータ
４の回転によりエンジンが始動すると、界磁巻線１３が
回転磁界を発生し、電機予巻ｊｓ１１．１２に交流電圧
が生じる。ｇ５１の電機子巻線１１に生じた交流電圧は
第１の整流装置１４で整流され、端子Ｂ１を通して第１
の蓄電池２を充電したり、電気負荷６に電力を供給する
。又、補助整流器１６から界磁巻線１３へ励磁電流が流
れ、自己励磁状態になる。一方、補助整流１６が導通す
るので、充電警告灯９の両端電圧が小さくなり、消灯す
る。

第１の電圧調整装置１７は、端子りの電圧を以下の動作
により一定値に制御する。端子りの電圧が低い時には、
抵抗器２０５，２０６で分圧された電圧でツェナー・ダ
イオード２０７をブレークできないため、トランジスタ
２０３がオフとなり。

抵抗器２０４を通じてパワー・トランジスタ２０１にベ
ース電流が流れるため、パワー・トランジスタ２０１が
オンになり、界磁巻線１３が付勢され、界磁電流が増加
する。界磁電流が増加すると第１の電機予巻ａｌｌに誘
起される電圧が上昇する。すると、端子りの電圧も上昇
し、規定の電圧に達するとツェナー・ダイオード２０７
がブレークし、トランジスタ２０３がオンとなり、パワ
ー・トランジスタ２０１にベース電流が流れず。

オフ状態となる。すると、界磁電流はダイオード２０２
を通って流れ、減衰し、電機予巻ａｌｌの電圧が低減し
て端子りの電圧が低下する。

以上の繰り返しにより、パワー・トランジスタ２０１が
オン・オフ制御を行い、端子りの電圧を、１５Ｉ整する
６ 一方、第２の電機子巻線１２は、第１の電機予巻ｔｉＡ
ｌｌと同等の電圧が発生するが、第１の電機子巻線より
巻数を多くすれば、より高い出力電圧が得られる。以下
に、第２の電圧調整装置１８の動作を説明する。

第２の電圧調整装置１８は、パワーＦＥＴ３００をオン
・オフ制御することにより第２の蓄電池の充電電圧を調
整する装置である。キー・スイッチ８が投入された時点
で、抵抗器３０１を介してＮＰＮ　トランジスタ３０２
がオンになり、ＰＮＰトランジスタ３０４のベース電流
が抵抗３０３を通って流おる。すると、ＰＮＰ　トラン
ジスタ３０４がオンになり、抵抗器３０５に電流が流れ
、ツェナー・ダイオード３０６．ダイオード３０７．３
０８から成る定電圧回路に定電圧が発生する。ここで、
第２の電圧調整装置１８は第２の蓄電池３の電圧を制御
するものであり、端子Ｂ１を仮想アースとして考え、第
１図の端子Ｅによるアースとは記号を区別して表わす。

ＰＮＰ　トランジスタ３０４の飽和電圧を無視すれば、
抵抗器３１７，３１８の分圧点の電圧ｖ１は第２の蓄電
池３の電圧に比例した電圧が得ら九、コンデンサ３１９
で平滑することにより平均値電圧が比較器３１４の反転
入力端子に入力される。ここで。

比較器３１４の非反転入力端子には、抵抗器３１５．３
１６の分圧点の電圧が入力され、電圧■１との比較を比
較器３１４にて行う。比較器３１４の出力は、「１」又
は「０」で表わされ、「１」は比較器３１４を駆動する
電圧Ｖｃｃとほぼ等しく、ｒｏ」は比較器３１４の仮想
アースである端子Ｂ１の電圧とほぼ等しい。このことか
ら、比較器３１４の出力がＯの場合、ＰＮＰ）−ランジ
スタ３１２のベース電流が抵抗器３１３を介して、比較
器３１４の出力へ流れ込むため、ＰＮＰ）−ランジスタ
３１２はオンし、抵抗器３１１を介してＮＰＮトランジ
スタ３２０をオンするため、パワー・ＦＥＴ３００は遮
断され、充電停止状態となる。すると、第２の蓄電池３
の電圧は、蓄電池の開放電圧（１２，５Ｖ程度）に低下
する。又、比較器３１４の出力が「１」の場合、ＰＮＰ
トランジスタ３１２はオフし、よってＮＰＮトランジス
タ３２０もオフするため、パワー・ＦＥＴ３００は導通
し充電が再開される。

以上により、比較器３１４の非反転入力端子電圧を基準
とし、反転入力端子電圧ｖ１を分圧抵抗器３１７，３１
８によって任意に設定することにより、端子Ｂ２の出力
電圧はＢ１端子の電圧を基準にして例えば１４Ｖと、一
定電圧にチョッパー制御される。

一方、充電警報装置３０９は、第２の蓄電池３の電圧が
第２の電圧調整装置１８にて設定した電圧を外れた場合
（１５Ｖ以上又は１３Ｖ以下）、充電警告灯９を点灯さ
せ、第２の蓄電池３の充電不具合を知らせる装置である
。

以下、充電警報装置の動作を説明する。

まず、ＰＮＰトランジスタ３０４の飽和電圧を無視すれ
ば、抵抗器４１６，４１７の分圧点の電圧ｖ２は第２の
蓄電池３の電圧に比例した電圧が得られ、コンデンサ４
１５で平滑することにより平均値電圧が比較器４０９の
非反転入力端子、及び比較器４１０の反転入力端子に入
力される。第２の蓄電池３の電圧が、第２の電圧ｇ！！
装置１８にて設定した電圧より高い場合（１５Ｖ以上）
。

比較器４０９の出力は「１」を出力し、ダイオード４０
６を介してＰＮＰ　トランジスタ４０５をオフさせる。

比較器４１０の出力は「０」を出力するがダイオード４
０７に遮断され、Ｐ　Ｎ　Ｐ　トランジスタ４０５はオ
フのままである。ｐ　Ｎ　Ｐ　トランジスタがオフのた
めＮＰＮトランジスタ４０３もオフとなり、端子りより
抵抗器４０１を介してベース電流が流れ、パワー・トラ
ンジスタ４００はオンして充電警告灯９が点灯し、不具
合を知らせる。

次に第２の蓄電池３を電圧が第２の電圧調整装置１８に
て設定した電圧より低い場合（１３ｖ以下）、比較器４
０９の出力はｒＯＪを出力し、ダイオード４０６に遮断
された状態となり、又比較器４１０の出力は「１」を出
力して、ダイオード４０７を介してＰＮＰ　トランジス
タ４０５をオフさせる。そのため、ＮＰＮトランジスタ
がオフとなり、パワー・トランジスタ４００がオンして
、警告灯９が点灯する。なお、第２の蓄電池３の電圧が
第２の電圧調整装置１８にて設定した電圧範囲内である
場合、比較器４０９，４１０共に「０」を出力し、ＰＮ
Ｐトランジスタ４０５のベース電流が抵抗器４０８を介
して流れるため、ＰＮＰトランジスタ４０５はオンして
、抵抗器４０４を介してＮＰＮ）−ランジスタ４０３も
オンする。そのためパワー・トランジスタ４００がオフ
する。

なお、充電警告灯９は、従来第１の蓄電池２に充電され
る電圧不具合を知らせるものであるが。

ダイオード１０を介して補助整流器１６に接続されてい
るため、パワー・トランジスタ４００を発電中にオンさ
せても、補助整流器１６を介して流れ込む出力電流によ
ってパワー・トランジスタが破壊されないので、第２の
蓄電池３に充電される充電電圧の不具合をも、充電警告
灯９により点灯可能である。

ここで、発電機１が初期励磁状態にある場合の動作を説
明する。まず、キー・スイッチ８を投入　。

すると、第１の！電池２からキー・スイッチ８゜充電警
告灯９．逆流防止用ダイオード１０．界磁巻線１３．パ
ワー・トランジスタ２０１を通って電流が流れ、充電警
告灯９が点灯するとともに界ａ巻線１３が励磁される。

この状態における充電警報装置３０９の動作は、第２の
蓄電池３の電圧が第２の電圧調整装ｅ１８にて設定した
電圧より低いため（１２，５Ｖ程度）、比較器４１０の
出力は「１」を出力し、ＰＮＰトランジスタ４０５をオ
フ、ＮＰＮ）−ランジスタ４０３をオフさせてパワー・
トランジスタ４００はオンしようと動作するが、もしオ
ンした場合、端子りの電圧がアース電圧まで低下するた
め界磁巻線１３が励磁されなくなってしまう、つまりＮ
ＰＮ　トランジスタ４０３がオフしてもパワー・トラン
ジスタ４００はオンしないことが必要である。これは、
抵抗器４０１．４０２の分圧点の電圧が、パワー・トラ
ンジスタ４００のベース・エミッタ間飽和電圧以下であ
ればよいから、その条件は、 Ｒ４０１＋Ｒ４０ま ただし、ｖＬ　　　：端子りの電圧 Ｒ４０１：抵抗器４０１ Ｒ４０２：抵抗器４０２ ＶＢＥ　　　：ベース・エミッタ間電圧（１）式より、 （２）式より、抵抗器４０１，４０２の値を任意に決定
し１例えばＶＬ≦４ｖに設定することによりパワー・ト
ランジスタ４００は、トランジスタ４０３がオフにもか
かわらずオフする。なお、励磁巻８１３が励磁されてい
るときの端子りの電圧は、約２ｖ程度である。

以上に述べた本発明の一実施例によれば。

（ｉ）第１のＷ電池２の充電不具合を警報する充電警告
灯９のみを使用して、第１の蓄電池２の充電不具合及び
第２の蓄電池３の充電不具合を警報可能とした。

（五）初期励磁時には、パワー・トランジスタ４００が
オフする回路を設けたことにより、初期励磁電流が流出
する事を防止した。

という効果がある。

なお１本発明は前に述べた実施例の他に第５図に示す実
施例がある。以下１本実施例を説明する。

第５図中１ａはエンジン（図示せず）により駆動される
発電機であり、５０１は第１の蓄電池に充電される電圧
を２４Ｖまで昇圧するＤＣ−ＤＣコンバータであり、３
０９は充電！核装置である。

その他の部品については、第１の実施例と同一符号を付
した物は同一部品を示す。本実施例は、先に説明した実
施例に対し、第２の電機子巻線１２゜第２の整流袋［１
５の代りに直流電圧１２Ｖを直流電圧２４Ｖに変換する
ＤＣ−ＤＣコンバータ５０１を使用している点のみ異な
るだけなので。

回路動作の説明は省略する。又１２Ｖ−２４Ｖ変更Ｄｃ
−ＤＣコンバータ５０１の回路動作も、すでに公知の内
容であるため省略する６本実施例では、前記実施例と同
様に充電警告灯９のみを利用して、第１の蓄電池２の充
電不具合及び第２の蓄電池３の充電不具合を警報可能と
し、初期励磁時には、充電警報装置３０９中のパワー・
トランジスタ４００がオフする回路を設け、初期励磁電
流が流出する事を防止できるという効果があり、前記実
施例と比較すれば充Ｗ１発電機として擦準的な１２Ｖ用
の９！電機を用いることができるので、市場での対応が
容易にできるという利点がある６〔発明の効果〕 本発明によれば、１２Ｖと２４Ｖの２出力を有する発電
系統において、１２ｖ側の充電不具合を警報する充電警
報器にて２４Ｖ側の充電不具合をも警報できるので、シ
ステムの簡素化、及び信頼性を向上させる効果がある。

特に、充電警報器で初期励磁を行うようなシステムにお
いて、特に配線を変更せずに使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の充電系統の回路図。 第２図は第１図中の第１の電圧調整装置の詳細回路図、
第３図は第１図中の第２の電圧調整装置の詳細回路図、
第４図は第３図中の充電警報装置の詳細回路図、第５図
は本発明のもう１つの実施例の充電系統の回路図である
。 ２・・・第１の蓄電池、３・・・第２の蓄電池、４・・
・始動モータ、５・・・始動スイッチ、９・・・充電警
告灯、１１・・・第１の電機子巻線、１２・・・第２の
電機子巻線、１７・・・第１の電圧調整装置、１８・・
・第２の電圧調整装置、３００・・・パワーＦＥＴ、３
０９・・・充電警報装置、３１４・・・比較器、４００
・・・パワー・トランジスタ、４０９・・・比較器、４
１０・・・比較器、躬１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、第１及び第２の出力端子を有する発電機と、前記第
   １の出力端子により充電される第１の蓄電池と、前記第
   ２の出力端子により充電される第２の蓄電池と、前記第
   １の蓄電池の充電電圧を一定値に調整する電圧調整装置
   と、前記第１の蓄電池の充電状態の不具合を警報する充
   電警報手段から成る電源系統において、前記第２の蓄電
   池電圧の平均値があらかじめ設定された電圧範囲内にあ
   ることを検出する比較手段と、前記比較手段により駆動
   されるスイッチ手段と、前記スイッチ手段により反転駆
   動され、前記充電警報手段を導通するトランジスタを設
   けたことを特徴とする車両用充電警報装置。 ２、特許請求の範囲第１項にて、前記発電機は電機子巻
   線と前記電機子巻線に磁束を供給する界磁巻線と前記電
   機子巻線からの発生電流の一部を前記界磁巻線に供給す
   る補助整流器を有し、前記電圧調整装置は前記界磁巻線
   と直列にパワー・トランジスタが接続され、前記充電警
   報手段と前記補助整流器の出力端子との間にダイオード
   が接続され、前記充電警報手段を介して前記界磁巻線が
   初期励磁される電源系統において、前記トランジスタの
   両端電圧が、前記初期励磁時に発生する電圧値以上の電
   圧設定値以上の時に前記トランジスタを導通させ、前記
   トランジスタの両端電圧が前記電圧設定値以下の時に前
   記トランジスタを遮断する駆動回路を設けたことを特徴
   とする車両用充電警報装置。 ３、特許請求の範囲第２項において、前記駆動回路は、
   前記トランジスタのコレクタとベース間に接続された第
   １の抵抗器と、前記トランジスタのベースとエミッタ間
   に接続された第２の抵抗器から成ることを特徴とする車
   両用充電警報装置。