JP2522639Y2 - 車両用交流発電機の制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、車両用交流発電機の制御装置、特に、異
常な過電圧に対する警報並びに保護のための制御装置に
関するものである。

［従来の技術］ 車両用交流発電機の制御装置としては、第２図に示す
ようなものが従来から知られている。この図において、
（１）は機関等により駆動される交流発電機であり、電
機子コイル（101）と界磁コイル（102）で構成されてい
る。（２）は、上記交流発電機（１）の交流出力を全波
整流する整流器であり、三つの出力端（201），（20
2），（203）を有している。（201）はメイン出力を出
力する主整流出力端であり、（202）は、界磁コイル（1
02）の励磁と、後述する電圧調整器（３）に発電機の整
流出力電圧を印加する補助整流出力端である。また、
（203）は接地端子である。また、（３）は交流発電機
の出力電圧を所定値に制御する電圧調整器であり、次の
各部により構成されている。（301），（302）は発電機
の補助整流出力端電圧を分圧する分圧抵抗、（303）は
ツェナーダイオードであり、これらによって発電機の出
力電圧を検出する。（304）は制御用トランジスタであ
り、ツェナーダイオード（303）の導通，不導通により
断続される。（305）は出力トランジスタであって、上
記制御用トランジスタ（304）により断続制御され、界
磁コイル（102）の界磁電流を制御する。（306）は出力
トランジスタ（305）のベース抵抗、（307）は界磁コイ
ル（102）の並列に接続され、界磁コイル（102）に発生
する断続サージを吸収するダイオード、（308）は初期
励磁用抵抗である。（４）は発電機の出力電圧により充
電される蓄電池であり、（５）はキースイッチ、（６）
は表示ランプ、（７）は車両側の電気負荷、（８）は負
荷スイッチである。

従来の装置は上記のように構成されているので、ま
ず、機関の始動に際して、キースイッチ（５）が閉じら
れると、蓄電池（４）からキースイッチ（５）へ、そし
て、表示ランプ（６）と初期励磁用抵抗（308）の並列
回路を介して界磁コイル（102）に初期励磁電流が流
れ、発電機（１）は発電可能な状態となる。また、それ
と同時に表示ランプ（６）が点灯し、非発電状態を表示
する。

次に、機関が始動されると、発電機（１）が発電を開
始し整流器（２）の補助整流出力端（202）の電圧が上
昇する。そして、次第に表示ランプ（６）の両端の電位
差が減少していく。そして、同電位となると、表示ラン
プ（６）が消灯し、それによって、発電機が発電を開始
したことを表示する。

一方、電圧調整器（３）は、整流器（２）の補助整流
出力端（202）の出力電圧を分圧抵抗（301），（302）
とツェナーダイオード（303）で検出しており、補助整
流出力端（202）の出力電圧が、上記分圧抵抗（301），
（302）とツェナーダイオード（303）とで設定した所定
値を越えると、上記ツェナーダイオード（303）が導通
し、制御用トランジスタ（304）が導通する。逆に、補
助整流出力端（202）の出力電圧が所定値以下になる
と、ツェナーダイオード（303）が不導通となり、制御
用トランジスタ（304）が不導通となる。以上のよう
に、制御用トランジスタ（304）が断続し、それによっ
て出力トランジスタ（305）が断続され、界磁コイル（1
02）に流れる界磁電流が断続制御されることで、発電機
の出力電圧が所定値に調整される。

ところで、このような従来装置においては、万一出力
トランジスタ（305）が短絡した場合、あるいは界磁コ
イル（102）の断続されるべき一端が金属性異物により
接地された場合には、界磁電流の断続制御が効かなくな
って界磁電流が常に流れる無制御状態となる。その結
果、発電機（１）の出力電圧が異常に高くなり、蓄電池
（４）は過充電となって、電解液の早期減少を来す。一
方、表示ランプ（６）は何らその異常を警報表示しな
い。さらに、この無制御状態が高速運転時に起こり長時
間続くような場合には、蓄電池（４）の電解液の反応が
激しくなって水素ガスの発生が活発となり、最悪の場合
には蓄電池の破壊という事態が起こり得る。また、上記
のように発電機（１）の出力電圧が異常に高くなると、
車両側の電気負荷（７）にも障害が出てくる。例えば、
夜間走行のヘッドランプ点灯時に電圧が異常に高くなれ
ば、ランプに過電流が流れランプ断芯が起こり得る。さ
らに、最近では、機関（エンジン）の制御にコンピュー
タが多用されており、異常な過電圧によりこのコンピュ
ータが壊れてエンジン制御不能ひいてはエンジンストッ
プに陥る等の問題もある。

［考案が解決しようとする課題］ 従来の制御装置は上記のように構成されているため、
出力トランジスタが短絡したような場合には発電機の出
力電圧が無制御状態となって異常な過電圧となり、最悪
の場合には、蓄電池の過充電による破壊，ヘッドランプ
断芯による走行不能，エンジン制御コンピュータ破壊に
よるエンジンストップ等を引き起こす可能性を秘めてい
るなどの問題点があった。

この考案は、上記のような問題点を解消するためにな
されたもので、出力トランジスタが短絡し無制御状態と
なった場合に、その異常を検知し、界磁電流を遮断して
異常発電を停止させることができる制御装置を得ること
を目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ この考案に係る制御装置は、交流発電機の出力電圧が
過電圧設定値を越えたとき導通する開閉素子からなる過
電圧制限器と、この過電圧制限器の開閉素子が導通する
ことによって付勢され整流器の補助整流出力端を接地す
る開閉器を設けたものである。

［作用］ この考案における過電圧制限器の開閉素子は、発電機
が異常過電圧を出力したとき導通し、それによって開閉
器が付勢される。そして、開閉器は付勢されることによ
り補助整流出力端を接地し、これによって界磁電流を遮
断して異常発電を停止させる。

［実施例］ 第１図はこの考案による制御装置の一実施例を示す回
路図である。以下、前記第２図に示す従来装置と共通す
る部分については図に同一の符号を付すにとどめ、この
実施例に特有の構成および動作を中心に説明する。

第１図において、（９）は過電圧制限器であり次の各
部により構成されている。（901），（902）は発電機
（１）の補助整流出力端（202）電圧を分圧する分圧抵
抗、（903）はツェナーダイオードであり、これらによ
って、発電機（１）の出力電圧が異常過電圧か否かを検
出する。（904）はトランジスタであり、ツェナーダイ
オード（903）の導通により導通する。（905）はトラン
ジスタ、（906），（907）は抵抗であり、これらにより
トランジスタ（904）の導通動作を保持するホールド回
路を構成している。（908）は、次に説明する開閉器（1
0）のコイル部（10a）に発生する断続サージを吸収する
ダイオードである。（909）は抵抗、（910）はツェナー
ダイオード、（911）はトランジスタであり、これらに
より電圧調整器（３）の出力トランジスタ（305）の導
通，不導通状態を検出する回路を構成している。（10）
は開閉器であって、前述の過電圧制限器（９）のトラン
ジスタ（904）の導通により電流が流れるコイル部（10
a）と接点部（10b）を有しており、接点両端は発電機
（１）の補助整流出力端（202）と接地端に接続されて
いて、コイル部（10a）に電流が流れることにより付勢
されて接点部（10b）が閉じる。

次にこの実施例の動作を説明する。

機関の始動に際してキースイッチ（５）が閉じられて
から発電開始までの動作および電圧調整器（３）の動作
については、従来装置と同様である。

この実施例において、電圧調整器（３）の出力トラン
ジスタ（305）が短絡したり、あるいは、界磁コイル（1
02）の断続されるべき一端が金属性異物により接地され
た場合には、電圧調整器（３）が無制御状態となり、発
電機の出力電圧が上昇するが、このとき次の動作によっ
て異常発電が停止される。

まず、補助整流出力端（202）電圧が過電圧制限器
（９）の分圧抵抗（901），（902）とツェナーダイオー
ド（903）とで設定した過電圧設定値を越えると、ツェ
ナーダイオード（903）が導通し、それによってトラン
ジスタ（904）が導通する。よって、開閉器（10）のコ
イル部（10a）に電流が流れ、付勢されて接点部（10b）
が閉じることにより、補助整流出力端（202）が接地さ
れる。すなわち、界磁電流の供給源を接地することによ
り界磁電流を遮断し異常発電を停止させるわけである。
したがって、蓄電池（４）の破裂，ランプ切れ，コンピ
ュータ等の破壊を未然に防止することができる。また、
それと同時に、表示ランプ（６）の一端も接地するた
め、表示ランプ（６）が点灯し、異常状態にあることを
ドライバーに警報する。したがって、運転継続を中止し
早期に補修するよう促すことが出来る。

この実施例では、また、補助整流出力端（202）が接
地されることで、分圧抵抗（901），（902）の分圧電圧
が低下し、制御系にチャタリングが発生するのを防止す
るため、トランジスタ（905）と抵抗（906），（907）
により構成されたホールド回路を設けている。そこで、
過電圧制限器（９）のトランジスタ（904）が導通した
ときホールド回路の一方の抵抗（907）を通してトラン
ジスタ（905）にベース電流が流れ、トランジスタ（90
5）が導通する。そして、このトランジスタ（905）の導
通によりもう一つの抵抗（906）によって分圧電圧が高
められる。したがって、補助整流出力端（202）接地後
においても、過電圧制限器（９）のツェナーダイオード
（903），トランジスタ（904）の導通動作を保持するこ
とが出来る。なお、この保持動作は、キースイッチ
（５）を切り運転を停止することで解除される。

また、この実施例では、更に、大きな車両側電気負荷
を遮断した時に生じる一時的な発電機（１）の出力の上
昇による誤動作を防止するため、抵抗（909），ツェナ
ーダイオード（910），トランジスタ（911）により誤検
出防止の回路を構成している。すなわち、大きな電気負
荷（７）を遮断した時の一時的な発電機（１）の出力電
圧の上昇によって電圧調整器（３）の出力トランジスタ
（305）が遮断状態となり、出力トランジスタ（305）の
コレクタ電位が高い状態になっていることを抵抗（90
9）とツェナーダイオード（910）で検出する。そして、
ツェナーダイオード（910）の導通によってトランジス
タ（911）を導通させ、分圧抵抗（901），（902）の分
圧電圧を低下させる。よって、このような場合には、補
助整流出力端（202）電圧が上昇しても、過電圧制限器
（９）のトランジスタ（904）が導通し開閉器（10）が
付勢されるのが防止される。つまり、これにより過電圧
制限器（９）としての誤動作を防止している。

なお、上記実施例では、過電圧制限器（９）と開閉器
（10）とを分離した形で示したが、これらは一体構成と
してもよい。

［考案の効果］ 以上のようにこの考案によれば、無制御状態における
交流発電機の異常過電圧を電圧調整器の動作との論理で
検出して開閉器を付勢することにより、界磁電流の供給
源である発電機（１）の補助整流出力端を接地して発電
を停止させるようにしたので、安全装置として、過電圧
に対し精度の高い保護制御が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案による制御装置の一実施例を示す回路
図、第２図は従来装置を示す回路図である。 図において（１）は交流発電機、（101）は電機子コイ
ル、（102）は界磁コイル、（２）は整流器、（201）は
主整流出力端、（202）は補助整流出力端、（３）は電
圧調整器、（305）は出力トランジスタ、（４）は蓄電
池、（９）は過電圧制限器、（903）はツェナーダイオ
ード、（904）はトランジスタ、（10）は開閉器であ
る。 なお、図中同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】交流発電機の電機子コイルに接続され該交
   流発電機の交流出力を整流して蓄電池に出力する主整流
   出力端と当該交流発電機の界磁コイルの一端に接続され
   る補助整流出力端とを有する整流器と、上記界磁コイル
   の他端に接続される開閉素子により界磁電流を断続制御
   して当該交流発電機の出力電圧を所定値に調整する電圧
   調整器を備えた車両用交流発電機の制御装置において、
   上記交流発電機の出力電圧が過電圧設定値を越えたとき
   導通する開閉素子からなる過電圧制限器と、該過電圧制
   限器の開閉素子が導通することによって付勢され上記整
   流器の補助整流出力端を接地する開閉器とを設けたこと
   を特徴とする車両用交流発電機の制御装置。