(57)【要約】【課題】正常時には車両用発電機の発電状態を表示するまでの時間を短くするとともに、短絡時には確実に過大電流を阻止することができる車両用発電制御装置を提供すること。【解決手段】車両用発電制御装置１は、警報信号発生回路１０４から出力される警報信号に応じてチャージランプ５を駆動するトランジスタ１１８と、チャージランプ５の駆動電流を検出する抵抗１２２と、このトランジスタ１１８による電流供給動作を制限する基準値切替回路１０６、電圧比較器１０８、トランジスタ１２０とを備える。基準値切替回路１０６は、チャージランプ５に流れる突入電流を考慮した複数の基準値を順番に出力し、チャージランプ５に流れる電流値がこれらの基準値を超えるときに、この電流値が制限される。【選択図】　　　　図１
2004048833.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用発電機の発電状態を表示する表示手段に接続されており、この表示手段を駆動する電流の断続を行うスイッチング手段と、
前記スイッチング手段を流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段によって検出された電流値と比較する基準値を出力する基準値出力手段と、
前記電流値と前記基準値とを比較し、この比較結果に応じて前記スイッチング手段による電流の供給動作を制限する電流制限手段とを備え、
前記基準値出力手段は、前記スイッチング手段に流れる突入電流の最大値よりも大きな電流値に対応する第１の基準値と、この第１の基準値よりも小さく、前記スイッチング手段に流れる定常電流よりも大きな電流値に対応する第２の基準値とを少なくとも含む複数の前記基準値を順番に出力することを特徴とする車両用発電制御装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記基準値出力手段は、前記第１および第２の基準値を含む３つ以上の基準値を出力するものであって、前記スイッチング手段に電流が流れ始めるときに最も大きな前記第１の基準値を出力し、前記第１の基準値以外の他の複数の前記基準値を段階的に小さくなる順に出力することを特徴とする車両用発電制御装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記基準値出力手段は、前記基準値が大きい順に出力時間を短く設定することを特徴とする車両用発電制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、
前記基準値出力手段は、複数の前記基準値の出力を所定周期で繰り返し行うことを特徴とする車両用発電制御装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記所定周期は、１０ｍｓ以上であることを特徴とする車両用発電制御装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかにおいて、
前記スイッチング手段は、ＭＯＳ型のトランジスタであることを特徴とする車両用発電制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用発電機の発電状態を監視してチャージランプの点灯等を行う車両用発電制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、車両用発電機の発電不良を運転者に知らせるためにチャージランプを点灯させるとともに、チャージランプが短絡状態にあるときに過大な短絡電流によるトランジスタの破壊を防止するためにこの過大な電流が流れないように制限する短絡保護機能が備わった車両用発電制御装置が知られている。例えば、特公平８−１０９６９号公報に開示された「車両用交流発電機の制御装置」では、チャージランプの短絡状態を検出する電流レベルを突入電流のピーク値よりも低く設定し、チャージランプに流れる電流値がこの設定値よりも大きい短絡保護動作中は、トランジスタをオンオフさせて断続的にチャージランプに電流を流してフィラメントを徐々に加熱している。この加熱によって、チャージランプが短絡していない場合には電流が減少するため、この減少した電流値が設定値以下になったときにチャージランプが点灯するようになっている。
【０００３】
また、上述した制御装置以外には、特開昭６０−６６６３１号公報に開示された「車輌用発電機の充電表示装置」や特開平６−１８９４６７号公報に開示された「車両用交流発電機の電圧制御装置」が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来の制御装置では、大きな突入電流が流れる間は間欠的に電流を流しているため、特に冬季の低温環境下では、車両のキースイッチを投入してからチャージランプが点灯するまでに時間がかかり、運転者に対して違和感を与えることになる。そのため、チャージランプの短絡状態を検出する設定値を高くすることが考えられるが、そうすると、チャージランプに流れる電流がこの設定値よりも低いが点灯時の定常電流の数倍程度流れるような中途半端な短絡状態になった場合には、短絡状態とは判断されず、短絡状態のチャージランプに継続的に比較的大きな電流が流れることになり、チャージランプに電流を供給するトランジスタが熱によって破壊されたり、チャージランプを駆動するワイヤ配線が溶断するなどの不具合が発生していた。このように、従来の制御装置では、チャージランプが短絡していない正常時にチャージランプを点灯させるまでの時間がかかるとともに、チャージランプの短絡時にはチャージランプを駆動するトランジスタに流れる過大な電流を確実に阻止することができないという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、正常時には車両用発電機の発電状態を表示するまでの時間を短くするとともに、短絡時には確実に過大電流を阻止することができる車両用発電制御装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明の車両用発電機の制御装置は、車両用発電機の発電状態を表示する表示手段に接続されており、この表示手段を駆動する電流の断続を行うスイッチング手段と、スイッチング手段を流れる電流を検出する電流検出手段と、電流検出手段によって検出された電流値と比較する基準値を出力する基準値出力手段と、電流値と基準値とを比較し、この比較結果に応じてスイッチング手段による電流の供給動作を制限する電流制限手段とを備え、基準値出力手段は、スイッチング手段に流れる突入電流の最大値よりも大きな電流値に対応する第１の基準値と、この第１の基準値よりも小さく、スイッチング手段に流れる定常電流よりも大きな電流値に対応する第２の基準値とを少なくとも含む複数の基準値を順番に出力している。これにより、表示手段の短絡等によってスイッチング手段に定常電流よりも大きな電流が継続的に流れることを防止することができ、スイッチング手段が熱によって破損することを防止することが可能になる。また、表示手段が短絡していない場合には、電流制限手段による電流制限が行われないため、スイッチング手段に流れる突入電流が許容されることになり、表示手段による表示を速やかに行うことが可能になる。
【０００７】
また、上述した基準値出力手段は、第１および第２の基準値を含む３つ以上の基準値を出力するものであって、スイッチング手段に電流が流れ始めるときに最も大きな第１の基準値を出力し、第１の基準値以外の他の複数の基準値を段階的に小さくなる順に出力することが望ましい。これにより、スイッチング手段に流れる実際の電流波形に近い基準値を用いた保護動作を行うことが可能になり、スイッチング手段に異常電流が流れることを確実に防止することができる。
【０００８】
また、上述した基準値出力手段は、基準値が大きい順に出力時間を短く設定することが望ましい。通常、チャージランプ等の表示手段に流れる電流は、最初に大きな突入電流が流れた後指数関数的に減少するため、このように各基準値の出力時間を設定することにより、実際の電流波形に近い基準値を用いた保護動作を、少ない数の基準値によって実現することができ、基準値出力手段の構成を簡略化することができる。
【０００９】
また、上述した基準値出力手段は、複数の基準値の出力を所定周期で繰り返し行うことが望ましい。これにより、不定期に発生する表示手段の表示タイミングに応じた保護動作の実施が可能になる。
また、上述した所定周期は、１０ｍｓ以上であることが望ましい。これにより、表示手段が短絡した場合であっても、スイッチング素子がオフされる期間を、ある程度長くしかも周期的に確保することができるため、スイッチング素子を確実に冷却することが可能になり、スイッチング素子の熱による故障の発生を防止することができる。
【００１０】
また、上述したスイッチング手段は、ＭＯＳ型のトランジスタであることが望ましい。一般にバイポーラ・トランジスタに比べてオン抵抗が小さなＭＯＳ型のトランジスタを用いることにより、スイッチング手段を構成する素子の発熱を少なくすることができるとともに、素子面積の小型化によるコストダウンを図ることが可能になる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した一実施形態の車両用発電制御装置について、図面を参照しながら説明する。
〔第１の実施形態〕
図１は、本発明を適用した第１の実施形態の車両用発電制御装置の構成を示す図であり、あわせてこの車両用発電制御装置と車両用発電機やバッテリとの接続状態が示されている。
【００１２】
図１において、本実施形態の車両用発電制御装置１は、バッテリ３の端子電圧が所定の調整電圧設定値（例えば１４Ｖ）になるように車両用発電機２の励磁電流を制御するとともに、車両用発電機２の発電状態に応じてチャージランプ５の点灯状態を制御する。
【００１３】
車両用発電機２は、固定子に含まれる三相の固定子巻線２００と、この固定子巻線２００の三相出力を全波整流するために設けられた整流回路２０２と、回転子に備わった励磁巻線２０４とを含んで構成されている。この車両用発電機２の出力電圧の制御は、励磁巻線２０４に対する通電を車両用発電制御装置１によって適宜断続制御することにより行われる。車両用発電機１の出力端子（Ｂ端子）はバッテリ３に接続されており、この出力端子からバッテリ３に充電電流が供給される。
【００１４】
次に、車両用発電制御装置１の詳細構成および動作について説明する。図１に示すように、車両用発電制御装置１は、電源回路１００、励磁電流制御回路１０２、警報信号発生回路１０４、基準値切替回路１０６、電圧比較器１０８、ＳＲ型フリップフロップ（ＳＲ−ＦＦ）１１０、リセットパルス発生回路１１２、パワートランジスタ１１４、環流ダイオード１１６、トランジスタ１１８、１２０、抵抗１２２、１２４を含んで構成されている。
【００１５】
電源回路１００は、ＩＧ端子とバッテリ３との間に接続されたキースイッチ４がオンされると、車両用発電制御装置１内の各回路に供給する動作電源の生成を行う。励磁電流制御回路１２は、Ｓ端子に接続されたバッテリ３の端子電圧に基づいてパワートランジスタ１１４を断続することにより、励磁巻線２０４に流れる励磁電流を制御する。
【００１６】
警報信号発生回路１０４は、固定子巻線２００に含まれる一の相巻線が接続されたＰ端子の電圧（相電圧）を監視しており、この相電圧が所定値よりも低い場合にハイレベルの警報信号を出力する。警報信号発生回路１０４の出力端は、抵抗１２４を介してトランジスタ１１８に接続されている。このトランジスタ１１８は、例えばＳＥＮＳＥ　ＦＥＴによって構成されており、警報信号がゲートに入力されたときにオンされ、Ｌ端子を接地してチャージランプ５を点灯させる。また、トランジスタ１１８と接地との間には抵抗１２２が接続されており、トランジスタ１１８と抵抗１２２の接続点が電圧比較器１０８のプラス側入力端子に接続されている。抵抗１２２は、チャージランプ５に流れる電流を検出するために用いられている。
【００１７】
基準値切替回路１０６は、複数の基準値に相当する電圧を、電圧が高い順に順番に、かつ周期的に発生する。例えば、基準値切替回路１０６は、３種類の電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３を発生するものとすると、最初に高い電圧Ｖ１を発生し、次に中間の電圧Ｖ２を発生し、最後に低い電圧Ｖ３を発生する動作を所定周期で繰り返す。具体的には、チャージランプ５に流れる電流を考えたときに、最初に大きな突入電流が流れたときに抵抗１２２の一方端に現れる電圧Ｖａよりも高くなるように電圧Ｖ１が設定され、時間経過とともに電流が減少していったときに抵抗１２２の一方端に現れる電圧Ｖａよりも高くなるように電圧Ｖ２が設定され、さらに時間が経過して定常電流に達したときに抵抗１２２の一方端に現れる電圧Ｖａよりも高くなるように電圧Ｖ３が設定されている。また、これら３種類の電圧Ｖ１〜Ｖ３の発生時間は、電圧が高い順に短く、すなわち電圧Ｖ１の発生時間が最も短く、電圧Ｖ２が次に短く、電圧Ｖ３が最も長く設定されている。しかも、これらの電圧の発生周期は、トランジスタ１１８の冷却を考慮して、１０ｍｓ以上に設定されている。
【００１８】
電圧比較器１０８は、マイナス側入力端子に基準値切替回路１０６によって生成された基準値Ｖｒｅｆ　が入力されており、この基準値Ｖｒｅｆ　とプラス側入力端子に入力される抵抗１２２の一方端の電圧Ｖａとを比較する。電圧Ｖａの方が基準値Ｖｒｅｆ　よりも高い場合には電圧比較器１０８からはハイレベルの信号が出力され、反対に電圧Ｖａが基準値Ｖｒｅｆ　よりも低い場合には電圧比較器１０８からはローレベルの信号が出力される。この電圧比較器１０８の出力端は、ＳＲ型フリップフロップ１１０のＳ端子に接続されている。
【００１９】
ＳＲ型フリップフロップ１１０は、Ｒ端子がリセットパルス発生回路１１２に、Ｑ端子が短絡保護用のトランジスタ１２０のゲートにそれぞれ接続されている。Ｓ端子にハイレベルの信号が入力されると、Ｑ端子から出力される信号がハイレベルに変化し、トランジスタ１２０がオンされる。このにより、トランジスタ１１８のゲートの電位がローレベルに固定され、トランジスタ１１８がオフされる。一方、Ｒ端子にリセットパルス発生回路１１２から出力されるリセットパルスが入力されると、Ｑ端子から出力される信号がローレベルに変化し、トランジスタ１２０がオフされる。これにより、トランジスタ１１８のゲートには、警報信号発生回路１０４から出力される警報信号が抵抗１２４を介して入力されるようになり、この警報信号に応じてトランジスタ１１８のオンオフ状態が決定される。
【００２０】
図２は、基準値切替回路１０６の具体的な構成例を示す図である。図２に示すように、基準値切替回路１０６は、定電流源３００、抵抗３０２、３０４、３０６、トランジスタ３０８、３１０、パルス発生回路３１２を備えている。抵抗３０４とトランジスタ３０８とが直列接続されており、定電流源３００から出力される定電流が、抵抗３０２によって形成される第１の経路と、抵抗３０４とトランジスタ３０８によって形成される第２の経路と、抵抗３０６とトランジスタ３１０によって形成される第３の経路とに分岐して流れる。パルス発生回路３１２は、同じ周期でしかも立ち下がりタイミングが同じである２つのパルスＰ１、Ｐ２を出力する。例えば、一方のパルスＰ１は、所定の周期で立ち下がり、すぐに再び立ち上がる。また、他方のパルスＰ２は、所定の周期で立ち下がり、パルスＰ１よりも遅れて立ち上がる。
【００２１】
２つのパルスＰ１、Ｐ２がローレベルの場合には２つのトランジスタ３０８、３１０がともにオフされるため、定電流源３００から出力された定電流は、抵抗３０２によって形成される第１の経路のみを介して流れることになる。したがって、抵抗３０２による電圧降下が大きくなり、抵抗３０２と定電流源３０２との接続点に現れる基準値Ｖｒｅｆ　は、最も高い電圧Ｖ１となる。
【００２２】
また、パルスＰ１がローレベルであってパルスＰ２がハイレベルの場合には、一方のトランジスタ３１０のみがオンされ、他方のトランジスタ３０８はオフされた状態を維持するため、定電流源３００から出力された定電流は、抵抗３０２によって形成される第１の経路と抵抗３０６とトランジスタ３１０によって形成される第３の経路とに分岐して流れることになる。したがって、抵抗３０２による電圧降下は小さくなり、基準値Ｖｒｅｆ　は電圧Ｖ１よりも低い電圧Ｖ２となる。
【００２３】
さらに、２つのパルスＰ１、Ｐ２がハイレベルの場合には２つのトランジスタ３０８、３１０がともにオンされるため、定電流源３００から出力された定電流は、抵抗３０２によって形成される第１の経路と抵抗３０４とトランジスタ３０８によって形成される第２の経路と抵抗３０６とトランジスタ３１０によって形成される第３の経路とに分岐して流れることになる。したがって、抵抗３０２による電圧降下はさらに小さくなり、基準値Ｖｒｅｆ　は最も低い電圧Ｖ３となる。
【００２４】
したがって、図２に示す基準値切替回路１０６では、パルス発生回路３１２によって所定周期の２つのパルスＰ１、Ｐ２を生成する動作に同期して、３つの基準値Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３が電圧値の高い順に順番に生成される。
図３は、基準値切替回路１０６の変形例を示す図である。図３に示すように、変形例の基準値切替回路１０６Ａは、定電流源３２０、３２２、３２４、ダイオード３３０、３３２、３３４、トランジスタ３４２、３４４、抵抗３５０、パルス発生回路３５２を備えている。定電流源３２０、３２２、３２４のそれぞれから出力される定電流がダイオード３３０、３３２、３３４のそれぞれを介して抵抗３５０に供給される。また、定電流源３２２とダイオード３３２の接続点がトランジスタ３４２を介して接地されており、定電流源３２４とダイオード３３４の接続点がトランジスタ３４４を介して接地されている。パルス発生回路３５２は、図２に示したパルス発生回路３１２と同様に、同じ周期でしかも立ち下がりタイミングが同じである２つのパルスＰ１、Ｐ２を出力する。
【００２５】
２つのパルスＰ１、Ｐ２がローレベルの場合には２つのトランジスタ３４２、３４４がともにオフされるため、定電流源３２０、３２２、３２４のそれぞれから出力された定電流は、ダイオード３３０、３３２、３３４のそれぞれを介して抵抗３５０に流れ込むことになる。したがって、抵抗３５０に流れる電流が多くなってこの抵抗３５０による電圧降下が大きくなり、抵抗３５０の一方端に現れる基準値Ｖｒｅｆ　は、最も高い電圧Ｖ１となる。
【００２６】
また、パルスＰ１がローレベルであってパルスＰ２がハイレベルの場合には、一方のトランジスタ３４４のみがオンされるため、定電流源３２４から出力されてダイオード３３４を介して抵抗３５０に流れ込む電流がこのトランジスタ３４４でバイパスされる。したがって、抵抗３５０に流れる電流が少なくなってこの抵抗３５０による電圧降下が小さくなり、抵抗３５０の一方端に現れる基準値Ｖｒｅｆ　は、電圧Ｖ１よりも低い電圧Ｖ２となる。
【００２７】
さらに、２つのパルスＰ１、Ｐ２がハイレベルの場合には２つのトランジスタ３４２、３４４がともにオンされるため、定電流源３２２から出力されてダイオード３３２を介して抵抗３５０に流れ込む電流がトランジスタ３４２によってバイパスされるとともに、定電流源３２４から出力されてダイオード３３４を介して抵抗３５０に流れ込む電流がトランジスタ３４４によってバイパスされる。したがって、抵抗３５０に流れる電流がさらに少なくなってこの抵抗３５０による電圧降下が小さくなり、抵抗３５０の一方端に現れる基準値Ｖｒｅｆ　は、最も低い電圧Ｖ３となる。
【００２８】
上述したチャージランプ５が表示手段に、トランジスタ１１８がスイッチング手段に、抵抗１２２が電流検出手段に、基準値切替回路１０６が基準値出力手段に、電圧比較器１０８、ＳＲ型フリップフロップ１１０、トランジスタ１２０が電流制限手段にそれぞれ対応する。
【００２９】
本実施形態の車両用発電制御装置１はこのような構成を有しており、次にその動作を説明する。
チャージランプが正常時の動作
図４は、チャージランプ５が短絡していない正常時のタイミング図である。図４において、「Ｐ１、Ｐ２」は図２に示した基準値切替回路１０６内のパルス発生回路３１２（あるいは図３に示した基準値切替回路１０６Ａ内のパルス発生回路３５２）から出力される２種類のパルス信号を、「Ｖｒｅｆ　」は基準値切替回路１０６によって生成される基準値Ｖｒｅｆ　を、「Ｖａ」は抵抗１２２の一方端に現れる電圧を、「警報信号」は警報信号発生回路１０４から出力される警報信号を、「リセットパルス」はリセットパルス発生回路１１２から出力されるリセットパルスをそれぞれ示している。
【００３０】
キースイッチ４が投入された状態で車両用発電機２が正常に発電を行っていない場合には、Ｐ端子に現れる相電圧が所定値よりも低くなって、警報信号発生回路１０４から警報信号が出力され、トランジスタ１１８がオンされる。このとき、チャージランプ５が冷えているとチャージランプ５に突入電流が流れる。
【００３１】
上述したように、基準値切替回路１０６によって生成する基準値Ｖｒｅｆ　は、３種類の電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３が順番に切り替えられており、チャージランプ５に突入電流が流れたときに抵抗１２２の一方端に現れる電圧Ｖａは、最も高い電圧Ｖ１よりは低いが、それ以外の電圧Ｖ２、Ｖ３よりは高くなる。しかも、警報信号が出力されてトランジスタ１１８がオンされてチャージランプ５に突入電流が流れるタイミングと、基準値切替回路１０６によって生成される基準値Ｖｒｅｆ　が電圧Ｖ１になるタイミングとは必ずしも一致しない。
【００３２】
基準値切替回路１０６によって生成される基準値Ｖｒｅｆ　が電圧Ｖ２あるいは電圧Ｖ３のときに、トランジスタ１１８がオンされてチャージランプ５に大きな突入電流が流れると、抵抗１２２の一方端に現れる電圧Ｖａがこの基準値Ｖｒｅｆ　よりも大きくなり、電圧比較器１０８の出力がハイレベルに変化する。このとき、ＳＲ型フリップフロップ１１０がセットされてＱ端子から出力される信号がハイレベルになり、トランジスタ１２０がオンされる。したがって、トランジスタ１１８は、ゲートがトランジスタ１２０のドレイン・ソース間を介して接地されてオフされて、チャージランプ５に流れる電流が一旦停止される。
【００３３】
次に、リセットパルス発生回路１１２からリセットパルスが出力されると、ＳＲ型フリップフロップ１１０がリセットされてＱ端子から出力される信号がローレベルになり、トランジスタ１２０がオフされる。このとき、警報信号発生回路１０４から警報信号が継続して出力されている場合には、トランジスタ１１８がオンされて、チャージランプ５に再び突入電流が流れる。
【００３４】
リセットパルスの出力タイミングと、基準値切替回路１０６内のパルス発生回路３１２から出力される２種類のパルスＰ１、Ｐ２の出力タイミング（それぞれのパルスが立ち下がるタイミング）とは一致するように設定されており、今度は、チャージランプ５に流れる突入電流に対応して抵抗１２２の一方端に電圧Ｖａが現れたときに、基準値切替回路１０６によって生成される基準値Ｖｒｅｆ　が最も高い電圧Ｖ１となって、電圧比較器１０８の出力はハイレベルに変化せずにローレベルを維持する。
【００３５】
チャージランプ５に対する通電状態が維持されてチャージランプ５に流れる電流が減少すると、基準値切替回路１０６によって生成される基準値Ｖｒｅｆ　も電圧Ｖ１から電圧Ｖ２、Ｖ３に順番に切り替えられる。
チャージランプが短絡時の動作
図５は、チャージランプ５が短絡しているときのタイミング図である。短絡状態にあるチャージランプ５に電流が流れると、警報信号が出力されたときに基準値切替回路１０６によって生成される基準値Ｖｒｅｆ　がどの電圧に設定されていても、チャージランプ５の短絡電流に応じて抵抗１２２の一方端に現れる電圧Ｖａの方が基準値Ｖｒｅｆ　よりも高くなり、電圧比較器１０８の出力がハイレベルに変化する。したがって、ＳＲ型フリップフロップ１１０がセットされてＱ端子から出力される信号がハイレベルになり、トランジスタ１２０がオン、トランジスタ１１８がオフされる。
【００３６】
このように、チャージランプ５が短絡状態にある場合には、警報信号が出力されてトランジスタ１１８がオンされてチャージランプ５に電流が流れても、ＳＲ型フリップフロップ１１０がセットされてトランジスタ１２０がオンされて、すぐにトランジスタ１１８が再びオフされる。この状態は、リセットパルス発生回路１１２からリセットパルスが出力されて一旦解除されるが、同じ手順でトランジスタ２０がオンされ、再びトランジスタ１１８がオフされる。したがって、チャージランプ５の短絡状態が継続する間は、リセットパルスの出力タイミングに合わせて一時的にトランジスタ１１８がオンされるだけであり、それ以外の期間はトランジスタ１１８がオフされて、チャージランプ５に過大な短絡電流が流れることを防止している。
【００３７】
その後、チャージランプ５の短絡状態が解除された場合には、上述した正常時の動作と同様に、警報信号に応じてトランジスタ１１８がオンされて、チャージランプ５が点灯する。
このように、本実施形態の車両用発電制御装置１では、基準値切替回路１０６によってチャージランプ５の電流変化に合わせた複数の基準値Ｖｒｅｆ　としての電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３が生成されているため、短絡していないチャージランプ５に流れる電流が制限されることがなく、車両用発電機１が発電不良状態になったときに速やかにチャージランプ５を点灯させることができる。また、基準値Ｖｒｅｆ　として最も電圧の低いＶ３をチャージランプ５の定常電流に相当する値よりも若干高く設定することにより、チャージランプ５に短絡不良が発生している場合に、この定常電流よりも多い電流を制限して、トランジスタ１１８に継続的に過大な電流が流れることを確実に阻止することができる。特に、基準値切替回路１０６によって複数の基準値Ｖｒｅｆ　を生成する周期を１０ｍｓ以上に設定することにより、この周期でトランジスタ１１８に電流が流れない冷却期間を確保することができるため、トランジスタ１１８が発熱によって故障することを確実に防止することができる。
【００３８】
なお、本実施形態では、ＳＥＮＳＥ−ＦＥＴによってチャージランプ５を駆動するトランジスタ１１８を構成したが、ＭＯＳ型のトランジスタを用いたり、図６に示すようにバイポーラ・トランジスタ１２６を用いるようにしてもよい。特に、ＭＯＳ型のトランジスタ（ＭＯＳ−ＦＥＴ）を用いた場合には、バイポーラ・トランジスタに比べてオン抵抗を小さくすることができるため、発熱を少なくすることができ、素子面積の小型化によるコストダウンを図ることが可能になる。
【００３９】
〔第２の実施形態〕
ところで、上述した第１の実施形態では、抵抗１２２の一方端の電圧を監視することによりチャージランプ５に流れる電流の大小を検出したが、Ｌ端子の電圧を監視することによりチャージランプ５に流れる電流の大小を検出するようにしてもよい。
【００４０】
図７は、第２の実施形態の車両用発電制御装置１Ａの構成を示す図であり、あわせてこの車両用発電制御装置１Ａと車両用発電機やバッテリとの接続状態が示されている。
図７に示すように、本実施形態の車両用発電制御装置１Ａは、電源回路１００、励磁電流制御回路１０２、警報信号発生回路１０４、基準値切替回路１０６、電圧比較器１５０、リセットパルス発生回路１１２、パワートランジスタ１１４、環流ダイオード１１６、トランジスタ１２６、１３８、１４０、抵抗１２２、１２４、１３０、１３２、１３４、１３６を含んで構成されている。この車両用発電制御装置１Ａは、チャージランプ５を駆動するトランジスタ１２６とその周辺以外については、上述した第１の実施形態の車両用発電制御装置１と基本的に同じ構成を有しており、以下では主に相違点に着目して説明を行う。
【００４１】
電圧比較器１５０は、マイナス側入力端子には基準値切替回路１０６によって生成された基準値Ｖｒｅｆ　が、プラス側入力端子にはＬ端子に印加される電圧を抵抗１３０、１３２によって構成される分圧回路によって分圧して電圧Ｖａ’がそれぞれ入力されており、これらを比較する。電圧Ｖａ’の方が基準値Ｖｒｅｆ　よりも高い場合には電圧比較器１５０からはハイレベルの信号が出力され、反対に電圧Ｖａ’が基準値Ｖｒｅｆ　よりも低い場合には電圧比較器１５０からはローレベルの信号が出力される。この電圧比較器１５０の出力端は、抵抗１３４を介して短絡保護用のトランジスタ１３８のベースに接続されており、電圧比較器１５０の出力がハイレベルになるとこのトランジスタ１３８がオンされて、チャージランプ５を駆動するトランジスタ１２６が強制的にオフされる。また、リセットパルス発生回路１１２の出力端は、抵抗１３６を介して短絡保護解除用のトランジスタ１４０のベースに接続されており、リセットパルス発生回路１１２からリセットパルスが出力されるとこのトランジスタ１４０がオンされて、短絡保護用のトランジスタ１３８を強制的にオフする。
【００４２】
通常の警報状態にないとき、すなわち、警報信号発生回路１０４から警報信号が出力されていない状態では、チャージランプ５を駆動するトランジスタ１２６がオフされているためＬ端子電圧は高くなる。このとき抵抗１３０、１３２によって構成される分圧回路から電圧比較器１５０のマイナス側入力端子に入力される電圧Ｖａ’は、基準値切替回路１０６によって生成されるどの基準値Ｖｒｅｆ　よりも高くなり、電圧比較器１５０の出力がハイレベルになるため、短絡保護用のトランジスタ１３８がオンされ、トランジスタ１２６がオフ状態を維持する。したがって、この状態で警報信号が出力されても、トランジスタ１２６は、すぐにオンされず、リセットパルスが出力されるタイミングに合わせてオンされる。
【００４３】
チャージランプ５が短絡していない場合には、トランジスタ１２６がオンされることにより、Ｌ端子電圧が低下して、電圧Ｖａ’が基準値Ｖｒｅｆ　よりも低くなり、電圧比較器１５０の出力はローレベルになるため、トランジスタ１２６はオン状態を維持する。特に、基準値Ｖｒｅｆ　は、最も高い電圧Ｖ１から最も低い電圧Ｖ３まで変化するが、チャージランプ５に流れる電流も時間経過とともに減少してＬ端子電圧に連動する分圧電圧Ｖａ’も低くなるため、電圧比較器１５０の出力はローレベルを維持し、トランジスタ１２６がオフされることはない。
【００４４】
一方、チャージランプ５が短絡している場合には、トランジスタ１２６がオンされた後に、チャージランプ５に短絡電流が流れるため、Ｌ端子電圧に連動した分圧電圧Ｖａ’が常に基準値Ｖｒｅｆ　よりも高くなり、電圧比較器１５０の出力がハイレベルを維持する。したがって、短絡保護用のトランジスタ１３８がオンされて、トランジスタ１２６がオフされ、チャージランプ５に流れる駆動電流を停止する短絡保護動作が行われる。
【００４５】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、上述した各実施形態では、車両用発電制御装置１、１Ａ内のトランジスタ１１８、１２６によってチャージランプ５を直接駆動して点灯するようにしたが、チャージランプの駆動を外部のＥＣＵ（エンジン制御装置）等で行うようにしてもよい。
【００４６】
図８は、チャージランプの駆動をＥＣＵで行う場合の構成を示す図である。図８において、ＥＣＵ４００は、ランプ駆動信号を生成するコントロール手段４１０と、車両用発電制御装置１との間の信号線を接続されたトランジスタ４１２と抵抗４１４と、この信号線に接続された平滑用のコンデンサ４１６を備えている。このような構成において、チャージランプ駆動用のトランジスタがオンされるときに、コンデンサ４１６に蓄えられた電荷がこのトランジスタに一気に流れ込むおそれがあるが、上述した各実施形態の手法を用いることにより、このトランジスタがオンされたときに過大な電流が流れることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態の車両用発電制御装置の構成を示す図である。
【図２】基準値切替回路の具体的な構成例を示す図である。
【図３】基準値切替回路の変形例を示す図である。
【図４】チャージランプが短絡していない正常時のタイミング図である。
【図５】チャージランプが短絡しているときのタイミング図である。
【図６】チャージランプの駆動用にバイポーラ・トランジスタを用いた車両用発電制御装置の部分的な構成を示す図である。
【図７】第２の実施形態の車両用発電制御装置の構成を示す図である。
【図８】チャージランプの駆動をＥＣＵで行う場合の構成を示す図である。
【符号の説明】
１　車両用発電制御装置
１００　電源回路
１０２　励磁電流制御回路
１０４　警報信号発生回路
１０６　基準値切替回路
１０８、１４０　電圧比較器
１１０　ＳＲ型フリップフロップ（ＳＲ−ＦＦ）
１１２　リセットパルス発生回路
１１４　パワートランジスタ
１１６　環流ダイオード
１１８、１２０　トランジスタ
１２２、１２４　抵抗
１２６　バイポーラ・トランジスタ
２　車両用発電機
２００　固定子巻線
２０２　整流回路
２０４　励磁巻線
３００、３２０、３２２、３２４　定電流源
３０２、３０４、３０６、３５０　抵抗
３０８、３１０、３４２、３４４　トランジスタ
３１２　パルス発生回路
３３０、３３２、３３４　ダイオード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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