(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の機関により駆動される界磁コイルおよび一対の電機子コイルを有する交流発電機と、
前記一対の電機子コイルから発生する各出力電圧を整流する一対の整流器と、
前記一対の整流器の各整流出力により充電される蓄電池と、
前記各整流出力または前記蓄電池の端子電圧に基づいて前記一対の電機子コイルの各出力電圧を調整する電圧調整器と、
前記一対の電機子コイルの各出力電圧のうちの少なくとも一方が所定値から逸脱した場合に警報を発生する警報手段と
を備えた車両用交流発電機の警報装置。
【請求項２】
前記警報手段は、前記所定値として発電下限電圧を設定し、前記一対の電機子コイルの各出力電圧のうちの少なくとも一方が前記下限値電圧以下を示す場合に警報を発生することを特徴とする請求項１に記載の車両用交流発電機の警報装置。
【請求項３】
前記警報手段は、前記一対の電機子コイルの各出力電圧を個別に前記所定値と比較する一対のコンパレータと、前記一対のコンパレータの少なくとも一方の比較出力に応じて駆動される表示ランプとを備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用交流発電機の警報装置。
【請求項４】
前記一対の電機子コイルのうちの一方の電機子コイルの出力電圧は、前記一対のコンパレータのうちの一方のコンパレータの反転入力端子に印加され、
前記一対の電機子コイルのうちの他方の電機子コイルの出力電圧は、前記一対のコンパレータのうちの他方のコンパレータの非反転入力端子に印加され、
前記他方のコンパレータの比較出力は、前記一方のコンパレータの反転入力端子に印加されたことを特徴とする請求項３に記載の車両用交流発電機の警報装置。
【請求項５】
前記一対のコンパレータは、前記一対の電機子コイルの各１相の出力電圧を前記所定値と比較することを特徴とする請求項３または請求項４に記載の車両用交流発電機の警報装置。
【請求項６】
前記一対のコンパレータは、前記一対の電機子コイルの各中性点の出力電圧を前記所定値と比較することを特徴とする請求項３または請求項４に記載の車両用交流発電機の警報装置。
【請求項７】
前記一対の整流器は、互いに並列接続されたことを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれかに記載の車両用交流発電機の警報装置。
【請求項８】
前記一対の整流器は、互いに直列接続されたことを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれかに記載の車両用交流発電機の警報装置。
【請求項９】
前記一対の電機子コイルは、互いに同相の電気角に設定されたことを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれかに記載の車両用交流発電機の警報装置。
【請求項１０】
前記一対の電機子コイルは、電気角として互いに所定の位相差を有することを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれかに記載の車両用交流発電機の警報装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、一対の電機子コイルを備えた車両用交流発電機の警報装置に関し、特に一対の電機子コイルの各出力電圧を検出することにより警報機能を向上させた車両用交流発電機の警報装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３は一対の電機子コイルを備えた従来の車両用交流発電機の警報装置を示す回路図である。
図３において、車両（図示せず）に搭載された交流発電機１は、車両の機関すなわち車載エンジン（図示せず）により駆動される界磁コイル１０と、一対の電機子コイル１１および１２とを有する。
【０００３】
交流発電機１内の各電機子コイル１１および１２は、それぞれ、３相コイルにより構成されている。
また、各電機子コイル１１および１２は、界磁コイル１０に対する電気角として、互いに位相差（図３においては、たとえば３０°）を有しており、総合的な出力電圧のリップル成分を抑制するようになっている。
【０００４】
交流発電機１に接続された一対の整流器２１および２２は、一対の電機子コイル１１および１２から発生する各出力電圧をそれぞれ全波整流して、整流出力を生成する。
【０００５】
各整流器２１および２２は、それぞれ、電機子コイル１１および１２の各相に対応して並列に設けられたダイオード対により構成されている。
また、整流器２１および２２は、互いに並列接続されて、それぞれ、各ダイオード対のカソード側の正極出力端子２１ａおよび２２ａと、各ダイオード対のアノード側の負極出力端子２１ｂおよび２２ｂとを有する。
【０００６】
界磁コイル１０の一端に接続された電圧調整器３は、界磁コイル１０に流れる界磁電流を調整するエミッタ接地のパワートランジスタ３１と、パワートランジスタ３１のコレクタに接続されたサプレッションダイオード３２と、パワートランジスタ３１をオン駆動するためのコンパレータ３３とを備えている。
【０００７】
コンパレータ３３の反転入力端子（−）には、各整流器の正極出力端子２１ａおよび２２ａ（または、後述する蓄電池の正極端子）の電圧が印加されており、コンパレータ３３の非反転入力端子（＋）には、比較基準電圧ＶＲ１が印加されている。
【０００８】
電機子コイル１１の一端に接続された警報装置４は、定電圧源４０を設定するための抵抗器４１と、抵抗器４１に直列接続されたゼナーダイオード４２と、エミッタ接地の警報出力トランジスタ４３と、警報出力トランジスタ４３をオン駆動するためのコンパレータ４４とを備えている。
【０００９】
また、警報装置４は、コンパレータ４４の反転入力端子（−）とグランドとの間に挿入された平滑コンデンサ４５および抵抗器４６からなる並列回路と、コンパレータ４４の反転入力端子（−）と電機子コイル１１の一端との間に挿入された抵抗器４７および逆流防止ダイオード４８からなる直列回路とを備えている。
【００１０】
さらに、警報装置４は、警報出力トランジスタ４３のコレクタに接続された表示ランプ４９を備えている。表示ランプ４９は、警報出力トランジスタ４３のオン動作により点灯駆動される。
【００１１】
コンパレータ４４の反転入力端子（−）には、抵抗器４７および逆流防止ダイオード４８を介した電機子コイル１１の一端の出力電圧が印加されており、コンパレータ４４の非反転入力端子（＋）には、比較基準電圧ＶＲ２が印加されている。
【００１２】
蓄電池５は、各整流器の正極出力端子２１ａおよび２２ａからの整流出力により充電されるとともに、交流発電機１、電圧調整器３および警報装置４に対する給電を行う。
蓄電池５の正極と警報装置４との間には、車両の始動時にオン操作されるキースイッチ６が挿入されている。
【００１３】
蓄電池５の正極端子電圧は、交流発電機１内の界磁コイル１０の他端と、電圧調整器３内のサプレッションダイオード３２のカソードと、電圧調整器３内のコンパレータ３３の反転入力端子（−）と、警報装置４内の抵抗器４１および表示ランプ４９に印加される。
【００１４】
電圧調整器３内のパワートランジスタ３１は、各整流器２１および２２の整流出力または蓄電池５の端子電圧が比較基準電圧ＶＲ１以下を示す場合に、コンパレータ３３の比較出力によりオンされて界磁コイル１０の電流を制御し、一対の電機子コイル１１および１２の各出力電圧を比較基準電圧ＶＲ１に調整する。
【００１５】
警報装置４内の警報出力トランジスタ４３は、電機子コイル１１の一端（１相）の出力電圧が比較基準電圧ＶＲ２以下を示す場合に、コンパレータ４４の比較出力によりオンされて表示ランプ４９を点灯駆動して警報を発生する。
【００１６】
次に、図３に示した従来の車両用交流発電機の警報装置の具体的な動作について説明する。
まず、キースイッチ６をオンした直後においては、車両の機関がまだ始動しておらず、交流発電機１も駆動されていないので、電機子コイル１１および１２の出力電圧も発生していない。
【００１７】
したがって、警報装置４内のコンパレータ４４の反転入力端子（−）への印加電圧は、比較基準電圧ＶＲ２以下であり、コンパレータ４４は「Ｈ」レベルの比較出力を生成する。
【００１８】
これにより、警報出力トランジスタ４３はオンし、表示ランプ４９は点灯駆動される。
【００１９】
次に、車両の機関が始動して交流発電機１が発電を開始すると、電機子コイル１１の出力電圧が上昇する。その後、コンパレータ４４の反転入力端子（−）への印加電圧が比較基準電圧ＶＲ２を越えると、コンパレータ４４は「Ｌ」レベルの比較出力を生成する。
【００２０】
これにより、警報出力トランジスタ４３はオフとなり、表示ランプ４９は消灯されて、正常発電状態になったことを報知する。
【００２１】
一方、電圧調整器３は、蓄電池５の端子電圧（または、整流器２１および２２の整流出力）を検出し、コンパレータ３３の比較出力でパワートランジスタ３１を断続制御することにより、界磁コイル１０に流れる電流を断続制御して、交流発電機１の出力電圧が比較基準電圧ＶＲ１と一致するように調整する。
【００２２】
このとき、パワートランジスタ３１のスイッチングによって界磁コイル１０にサージ電圧が発生するが、このサージ電圧は、サプレッションダイオード３２により吸収される。
【００２３】
また、交流発電機１の正常運転時において、何らかの原因で電機子コイル１１の出力電圧が低下して比較基準電圧ＶＲ２以下になると、警報装置４内のコンパレータ４４は、「Ｈ」レベルの比較出力を生成する。
【００２４】
これにより、警報出力トランジスタ４３は、オンとなり、表示ランプ４９を点灯駆動して異常発電状態を報知する。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の車両用交流発電機の警報装置は以上のように、一対の電機子コイルのうちの一方の電機子コイル１１のみに警報装置４を接続して出力電圧を検出しているので、他方の電機子コイル１２の出力電圧については電圧低下を検出することができず、発電電圧の異常低下に対する警報機能が十分でないという問題点があった。
【００２６】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、一対の電機子コイルの各出力電圧を検出することにより警報機能を向上させた車両用交流発電機の警報装置を得ることを目的とする。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係る車両用交流発電機の警報装置は、車両の機関により駆動される界磁コイルおよび一対の電機子コイルを有する交流発電機と、一対の電機子コイルから発生する各出力電圧を整流する一対の整流器と、一対の整流器の各整流出力により充電される蓄電池と、各整流出力または蓄電池の端子電圧に基づいて一対の電機子コイルの各出力電圧を調整する電圧調整器と、一対の電機子コイルの各出力電圧のうちの少なくとも一方が所定値から逸脱した場合に警報を発生する警報手段とを備えたものである。
【００２８】
また、この発明の請求項２に係る車両用交流発電機の警報装置は、請求項１において、警報手段は、所定値として発電下限電圧を設定し、一対の電機子コイルの各出力電圧のうちの少なくとも一方が下限値電圧以下を示す場合に警報を発生するものである。
【００２９】
また、この発明の請求項３に係る車両用交流発電機の警報装置は、請求項１または請求項２において、警報手段は、一対の電機子コイルの各出力電圧を個別に所定値と比較する一対のコンパレータと、一対のコンパレータの少なくとも一方の比較出力に応じて駆動される表示ランプとを備えたものである。
【００３０】
また、この発明の請求項４に係る車両用交流発電機の警報装置は、請求項３おいて、一対の電機子コイルのうちの一方の電機子コイルの出力電圧は、一対のコンパレータのうちの一方のコンパレータの反転入力端子に印加され、一対の電機子コイルのうちの他方の電機子コイルの出力電圧は、一対のコンパレータのうちの他方のコンパレータの非反転入力端子に印加され、他方のコンパレータの比較出力は、一方のコンパレータの反転入力端子に印加されたものである。
【００３１】
また、この発明の請求項５に係る車両用交流発電機の警報装置は、請求項３または請求項４において、一対のコンパレータは、一対の電機子コイルの各１相の出力電圧を所定値と比較するものである。
【００３２】
また、この発明の請求項６に係る車両用交流発電機の警報装置は、請求項３または請求項４において、一対のコンパレータは、一対の電機子コイルの各中性点の出力電圧を所定値と比較するものである。
【００３３】
また、この発明の請求項７に係る車両用交流発電機の警報装置は、請求項１から請求項６までのいずれかにおいて、一対の整流器は、互いに並列接続されたものである。
【００３４】
また、この発明の請求項８に係る車両用交流発電機の警報装置は、請求項１から請求項６までのいずれかにおいて、一対の整流器は、互いに直列接続されたものである。
【００３５】
また、この発明の請求項９に係る車両用交流発電機の警報装置は、請求項１から請求項８までのいずれかにおいて、一対の電機子コイルは、互いに同相の電気角に設定されたものである。
【００３６】
また、この発明の請求項１０に係る車両用交流発電機の警報装置は、請求項１から請求項８までのいずれかにおいて、一対の電機子コイルは、電気角として互いに所定の位相差を有するものである。
【００３７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図について詳細に説明する。
図１はこの発明の実施の形態１を示す回路図であり、図１において、前述（図３参照）と同様のものについては同一符号を付して、それぞれ詳述を省略する。
【００３８】
この場合、警報装置４Ａは、前述の構成要素４０〜４９に加えて、コンパレータ４４〜逆流防止ダイオード４８と同一構成のコンパレータ４４Ａ、平滑コンデンサ４５Ａ、抵抗器４６Ａ、４７Ａおよび逆流防止ダイオード４８Ａを備えている。
【００３９】
この場合、コンパレータ４４Ａの非反転入力端子（＋）には、抵抗器４７Ａおよび逆流防止ダイオード４８Ａを介した電機子コイル１２の一端の出力電圧が印加されており、コンパレータ４４Ａの反転入力端子（−）には、前述と同レベルの比較基準電圧ＶＲ２が印加されている。
【００４０】
逆流防止ダイオード４８Ａのアノードは、一対の電機子コイルのうちの他方の電機子コイル１２の一端に接続されている。
また、警報装置４Ａ内の一対のコンパレータ４４および４４Ａのうちの他方のコンパレータ４４Ａの出力端子は、一方（前述）のコンパレータ４４の反転入力端子（−）に接続されている。
【００４１】
次に、図１に示したこの発明の実施の形態１の動作について説明する。
まず、警報装置４Ａ内のコンパレータ対のうちの一方のコンパレータ４４による電機子コイル１１側の出力電圧の検出および警報動作については、前述の従来装置と同様である。
【００４２】
警報装置４Ａ内の他方のコンパレータ４４Ａは、一対の電機子コイルのうちの他方の電機子コイル１２の出力電圧を検出しており、電機子コイル１２の出力電圧が比較基準電圧ＶＲ２以下の場合に「Ｌ」レベルの比較出力を生成し、電機子コイル１２の出力電圧が比較基準電圧ＶＲ２を越えた場合に「Ｈ」レベルの比較出力を生成する。
【００４３】
したがって、たとえば、一方の電機子コイル１１の出力電圧が健全であっても、他方の電機子コイル１２の出力電圧が異常低下して比較基準電圧ＶＲ２以下になると、コンパレータ４４Ａの比較出力が「Ｌ」レベルとなるので、コンパレータ４４の反転入力端子（−）に「Ｌ」レベルの電圧信号が印加される。
【００４４】
これにより、コンパレータ４４の比較出力が「Ｈ」レベルとなり、警報出力トランジスタ４３がオンされて、表示ランプ４９が点灯駆動され、他方の電機子コイル１２の出力電圧の異常低下を警報することができる。
【００４５】
このように、警報装置４Ａ内に、一対の電機子コイル１１、１２の各出力電圧に対応した一対のコンパレータ４４、４４Ａを並設することにより、電機子コイル１１、１２のいずれか一方の異常低下を検出して警報することができ、警報機能の信頼性を向上させることができる。
【００４６】
また、他方のコンパレータ４４Ａの比較出力を一方のコンパレータ４４の反転入力端子（−）に印加したので、警報出力トランジスタ４３を共用することができ、警報装置４Ａ内の回路構成を簡略化してコストダウンを実現することができる。
【００４７】
実施の形態２．
なお、上記実施の形態１では、各電機子コイル１１、１２の中性点の出力電圧を整流出力として用いない場合を示したが、図２のように、各電機子コイル１１、１２の中性点の出力電圧を整流出力に加えた装置に適用してもよい。
【００４８】
図２において、各整流器２１Ａおよび２２Ａは、それぞれ、ダイオード対が追加されており、並列接続された４個のダイオード対により構成されている。
各電機子コイル１１、１２の中性点の出力電圧は、追加されたダイオード対の接続点に接続されている。
【００４９】
この場合、交流発電機１の出力電圧は前述（図１参照）と同一であるが、整流出力が３相出力から４系統に増えるので、出力電流を増大させることができる。
【００５０】
実施の形態３．
また、上記実施の形態１では、各電機子コイル１１、１２の３相のうちの１相の出力電圧を検出したが、中性点の出力電圧を検出してもよく、前述と同等の作用効果を奏することは言うまでもない。
【００５１】
実施の形態４．
また、上記実施の形態１では、各整流器２１、２２を並列接続した装置の場合を示したが、各整流器２１、２２を直列接続して出力電圧を昇圧した装置にも適用可能なことは言うまでもない。
【００５２】
実施の形態５．
また、上記実施の形態１では、界磁コイル１０に対する電気角として、各電機子コイル１１、１２の間にたとえば３０°の位相差を設定し、出力電圧のリップル成分を抑制した場合を示したが、同相（位相差０）の電気角となるように設定した装置に適用してもよい。
【００５３】
実施の形態６．
また、上記実施の形態１では、発電電圧の異常低下を検出したときに警報を発生する場合について説明したが、発電電圧の異常上昇を検出したときに警報を発生してもよい。
【００５４】
この場合、警報装置４Ａ内の各コンパレータ４４、４４Ａの入力極性を逆に設定するとともに、出力電圧の下限値に相当する比較基準電圧ＶＲ２に代えて、出力電圧の上限値を各コンパレータの比較基準電圧として設定すればよい。
【００５５】
実施の形態７．
また、上記実施の形態１では、警報装置４Ａ内の警報手段として、表示ランプ４９を用いたが、音声ブザーなどの他の警報手段を用いてもよい。
【００５６】
実施の形態８．
さらに、上記実施の形態１では、警報装置４Ａ内の回路構成を簡略化するために、コンパレータ４４Ａの比較出力をコンパレータ４４の反転入力端子（−）に印加したが、コンパレータ４４側と同様の回路構成を並列に設けてもよい。
【００５７】
この場合、コンパレータ４４Ａの入力極性を反転させて、コンパレータ４４と同様に設定するとともに、コンパレータ４４Ａの出力端子に警報出力トランジスタ４３と同様の警報出力トランジスタ（図示せず）を並設し、この警報出力トランジスタを表示ランプ４９に接続すればよい。
【００５８】
【発明の効果】
以上のようにこの発明の請求項１によれば、車両の機関により駆動される界磁コイルおよび一対の電機子コイルを有する交流発電機と、一対の電機子コイルから発生する各出力電圧を整流する一対の整流器と、一対の整流器の各整流出力により充電される蓄電池と、各整流出力または蓄電池の端子電圧に基づいて一対の電機子コイルの各出力電圧を調整する電圧調整器と、一対の電機子コイルの各出力電圧のうちの少なくとも一方が所定値から逸脱した場合に警報を発生する警報手段とを備えたので、一対の電機子コイルの各出力電圧を検出して警報機能を向上させた車両用交流発電機の警報装置が得られる効果がある。
【００５９】
また、この発明の請求項２によれば、請求項１において、警報手段は、所定値として発電下限電圧を設定し、一対の電機子コイルの各出力電圧のうちの少なくとも一方が下限値電圧以下を示す場合に警報を発生するので、発電異常不足における警報機能を向上させた車両用交流発電機の警報装置が得られる効果がある。
【００６０】
また、この発明の請求項３によれば、請求項１または請求項２において、警報手段は、一対の電機子コイルの各出力電圧を個別に所定値と比較する一対のコンパレータと、一対のコンパレータの少なくとも一方の比較出力に応じて駆動される表示ランプとを備えたので、警報機能を向上させた車両用交流発電機の警報装置が得られる効果がある。
【００６１】
また、この発明の請求項４によれば、請求項３おいて、一対の電機子コイルのうちの一方の電機子コイルの出力電圧は、一対のコンパレータのうちの一方のコンパレータの反転入力端子に印加され、一対の電機子コイルのうちの他方の電機子コイルの出力電圧は、一対のコンパレータのうちの他方のコンパレータの非反転入力端子に印加され、他方のコンパレータの比較出力は、一方のコンパレータの反転入力端子に印加されたので、コストアップを招くことなく警報機能を向上させた車両用交流発電機の警報装置が得られる効果がある。
【００６２】
また、この発明の請求項５によれば、請求項３または請求項４において、一対のコンパレータは、一対の電機子コイルの各１相の出力電圧を所定値と比較するので、警報機能を向上させた車両用交流発電機の警報装置が得られる効果がある。
【００６３】
また、この発明の請求項６によれば、請求項３または請求項４において、一対のコンパレータは、一対の電機子コイルの各中性点の出力電圧を所定値と比較するので、出力電流を増大させた装置においても警報機能を向上させた車両用交流発電機の警報装置が得られる効果がある。
【００６４】
また、この発明の請求項７によれば、請求項１から請求項６までのいずれかにおいて、一対の整流器は、互いに並列接続されたので、警報機能を向上させた車両用交流発電機の警報装置が得られる効果がある。
【００６５】
また、この発明の請求項８によれば、請求項１から請求項６までのいずれかにおいて、一対の整流器は、互いに直列接続されたので、出力電圧を増大させた装置においても警報機能を向上させた車両用交流発電機の警報装置が得られる効果がある。
【００６６】
また、この発明の請求項９によれば、請求項１から請求項８までのいずれかにおいて、一対の電機子コイルは、互いに同相の電気角に設定されたので、警報機能を向上させた車両用交流発電機の警報装置が得られる効果がある。
【００６７】
また、この発明の請求項１０によれば、請求項１から請求項８までのいずれかにおいて、一対の電機子コイルは、電気角として互いに所定の位相差を有するので、出力電圧のリップル成分を抑制した装置においても警報機能を向上させた車両用交流発電機の警報装置が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１を示す回路図である。
【図２】  この発明の実施の形態２を示す回路図である。
【図３】  従来の車両用交流発電機の警報装置を示す回路図である。
【符号の説明】
１  交流発電機、３  電圧調整器、４Ａ  警報手段、５  蓄電池、１０  界磁コイル、１１、１２  電機子コイル、２１、２２、２１Ａ、２２Ａ  整流器、
４４、４４Ａ  コンパレータ、４９  表示ランプ、ＶＲ２  比較基準電圧（所定値）。
【図１】
0003706272.tif 000002
【図２】
0003706272.tif 000003
【図３】
0003706272.tif 000004