(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ランプ点灯及びバッテリ充電制御装置であって、
エンジンによって駆動され、正負の波を含む交流電圧を生成する発電機（２）と、
直流負荷（４）に直流電圧を供給するためのバッテリ（３）と前記発電機（２）との間に接続された第１スイッチ要素（ＳＣＲ１）と、
前記バッテリ（３）が前記発電機（２）からの交流電圧の正負の波の一方により充電されるよう前記第１スイッチ要素（ＳＣＲ１）を制御するためのバッテリ充電制御回路（６）と、
前記発電機（２）とランプ（５）との間に接続された第２スイッチ要素（ＳＣＲ２）と、
前記ランプ（５）が前記発電機（２）からの交流電圧の正負の波の他方により点灯されるよう前記第２スイッチ要素（ＳＣＲ２）を制御するためのランプ点灯制御回路（７）とを備え、
前記ランプ点灯制御回路（７）は、前記バッテリ充電制御回路（６）によって行われるバッテリ充電制御の状態に応じて、前記交流電圧の正負の波の前記他方の生成開始時点（Ｔ１）に対する前記第２スイッチ要素のターンオンタイミングを変えるように、
前記バッテリ（３）が前記発電機（２）からの交流電圧の正負の波の前記一方により充電されない場合、前記ランプ点灯制御回路（６）は、前記発電機（２）からの交流電圧の正負の波の前記他方の生成開始（Ｔ１）から遅延（Ｔｄ）をもって前記ランプ（５）に前記発電機（２）からの交流電圧の正負の波の前記他方を通電するように前記第２スイッチ要素（ＳＣＲ２）を制御し、
前記バッテリ（３）が前記発電機（２）からの交流電圧の正負の波の前記一方により充電される場合、前記ランプ点灯制御回路（７）は、前記発電機（２）からの交流電圧の正負の波の前記他方の生成開始（Ｔ１）から実質的に遅延なく前記ランプ（５）に前記発電機（２）からの交流電圧の正負の波の前記他方を通電するように前記第２スイッチ要素（ＳＣＲ２）を制御することを特徴とするランプ点灯及びバッテリ充電制御装置。
【請求項２】
前記ランプ点灯制御回路（７）が、前記発電機（２）からの正負の波の前記他方によって充電され、所定のレベルへと充電されるのに要する時間が前記遅延（Ｔｄ）を定めるように適合されたコンデンサ（Ｃ１３）を含む遅延回路（９）を有しており、前記コンデンサ（Ｃ１３）は、前記第１スイッチ要素がオン状態にあるときには前記交流電圧の正負の波の前記一方によっても充電されるよう適合されていることを特徴とする請求項１に記載のランプ点灯及びバッテリ充電制御装置。
【請求項３】
ランプ点灯及びバッテリ充電制御装置であって、
エンジンによって駆動され、正負の波を含む交流電圧を生成する発電機（２）と、
直流負荷（４）に直流電圧を供給するためのバッテリ（３）と前記発電機（２）との間に接続された第１スイッチ要素（ＳＣＲ１）と、
前記バッテリ（３）が前記発電機（２）からの交流電圧の正負の波の一方により充電されるよう前記第１スイッチ要素（ＳＣＲ１）を制御するための第１バッテリ充電制御回路（１０）と、
前記発電機（２）とランプ（５）との間に接続された第２スイッチ要素（ＳＣＲ２）と、
前記ランプ（５）が前記発電機（２）からの交流電圧の正負の波の他方により点灯されるよう前記第２スイッチ要素（ＳＣＲ２）を制御するためのランプ点灯制御回路（７）とを備え、
前記バッテリ（３）の電圧が所定の値より小さいことを検出したとき前記第１バッテリ充電制御回路（１０）は、前記発電機（２）からの交流電圧の正負の波の前記一方の生成開始から遅れ（Ｔｂ）もって前記第１スイッチ要素（ＳＣＲ１）をターンオンすることを特徴とするランプ点灯及びバッテリ充電制御装置。
【請求項４】
前記第１バッテリ充電制御回路（１０）に並列に接続された第２バッテリ充電制御回路（１１）を更に有し、前記第２バッテリ充電制御回路（１１）は、前記バッテリ（３）の電圧が前記所定の値より小さいことが検出されたとき、前記第１バッテリ充電制御回路（１０）による前記第１スイッチ要素（ＳＣＲ１）の制御が前記発電機（２）からの交流電圧の少なくとも一周期において行われた後に、前記第１スイッチ要素（ＳＣＲ１）の制御を開始し、前記第１スイッチ要素（ＳＣＲ１）を前記交流電圧の正負の波の前記一方の生成開始から概ね遅延なくターンオンするよう適合されていることを特徴とする請求項３に記載のランプ点灯及びバッテリ充電制御装置。
【請求項５】
前記第１及び第２バッテリ充電制御回路（１０、１１）がそれぞれ、前記交流電圧の正負の波の前記一方が前記発電機（２）から生成されたとき前記第１スイッチ要素（ＳＣＲ１）にトリガー信号を加える駆動部（６ｂ）と、前記バッテリ（３）の電圧が前記所定の値より大きいことが検出されたとき前記駆動回路（６ｂ）の動作を禁止するバッテリ電圧検出部（６ａ）とを有し、前記バッテリ（３）の電圧が前記所定の値より小さい値に低下したとき、前記第１バッテリ電圧制御回路（１０）のバッテリ電圧検出部は、前記第２バッテリ電圧制御回路（１１）のバッテリ電圧検出部より早く関連する駆動部の動作禁止を解除し、且つ、前記第１バッテリ電圧制御回路（１０）の駆動部から前記第１スイッチ要素（ＳＣＲ１）に供給されるトリガー信号は、前記交流電圧の正負の波の前記一方の生成開始から遅延（Ｔｂ）をもって前記第１スイッチ要素（ＳＣＲ１）をオンするよう適合され、前記第２バッテリ電圧制御回路（１１）の駆動部から前記第１スイッチ要素（ＳＣＲ１）に供給されるトリガー信号は、前記交流電圧の正負の波の前記一方の生成開始から概ね遅延なく前記第１スイッチ要素（ＳＣＲ１）をオンするよう適合されていることを特徴とする請求項４に記載のランプ点灯及びバッテリ充電制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンに連動して回転する発電機から出力される交流電圧を用いてランプの点灯及びバッテリの充電を行うようにした車両用ランプ点灯及びバッテリ充電制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動二輪車などの車両において、エンジンに連動して回転する発電機により交流電圧を出力し、その交流電圧を用いてヘッドライトなどのランプを点灯すると共に、ストップランプなどの様々な直流負荷に直流電圧を供給するためのバッテリを充電するようにしたものがある。例えば、発電機からの交流電圧の正波をバッテリ充電に用い、負波をヘッドライト点灯に用いることが可能である。
【０００３】
図１はそのようなバッテリ充電及びランプ点灯を制御するための典型的な制御装置を示すブロック図である。この制御装置１では、車両のエンジンによって駆動される磁石式発電機のコイル２の全タップ（出力端子）が制御装置１の電源端子ＣＨに接続されており、制御装置１の出力端子ＢＴにバッテリ３及びストップランプなどの各電装品である直流負荷４が接続されている。
【０００４】
制御装置１は、電源端子ＣＨと出力端子ＢＴ間を接続する電源ライン中に設けられた第１サイリスタＳＣＲ１を有している。この第１サイリスタＳＣＲ１は電源端子ＣＨから出力端子ＢＴへと交流電圧の正波を選択的に伝達する第１スイッチ素子として働く。第１サイリスタＳＣＲ１は、バッテリ充電制御回路６によって制御される。バッテリ充電制御回路６は、出力端子ＢＴの電圧（またはバッテリ電圧）を検出し、検出したバッテリ電圧に応じて、バッテリ３の過充電を防止するべくサイリスタＳＣＲ１のターンオンを制御する。
【０００５】
また、制御装置１のランプ端子ＬＡにはランプ（ヘッドライト）５が接続されており、制御装置１の電源端子ＣＨとランプ端子ＬＡとの間には、ランプ５に交流電圧の負波を選択的に通電する第２スイッチ素子として働く第２サイリスタＳＣＲ２が接続されている。更に制御装置１は、例えばランプ５の実効電圧（二乗平均値）に基づいてランプ５を過電圧から保護するべく第２サイリスタＳＣＲ２のターンオンを制御するランプ点灯制御回路７を有している。
【０００６】
しかしながら、上記した制御装置では、直流負荷４を駆動したとき（例えばストップランプを点灯したとき）問題が生じうる。直流負荷４を駆動すると比較的大きな電流がバッテリ３から流れ、バッテリ電圧が低下しバッテリ３の充電が必要となる。従って、上記装置では、発電機２から正電圧が生成され第１サイリスタＳＣＲ１がターンオンすると、比較的大きな電流が発電機２からバッテリ３へと流れる。発電機２のインダクタンスのため、これによって負電圧の生成に遅延が生じる。このような負電圧生成の遅れはランプ点灯制御回路６による第２サイリスタＳＣＲ２のターンオンタイミング制御に望ましくない影響を与えうる。例えば、ターンオンタイミングが不所望に遅れると、ランプ電圧が過度に小さくなり、それによってランプ５が一瞬暗くなったり明るさに変動が生じたりする。
【０００７】
図２は、上記した問題をより具体的に説明するためのランプ点灯及びバッテリ充電制御装置の一例を示す回路図である。本図において、図１に示したのと同様の部分には同じ符号を付した。
【０００８】
図２に示すように、バッテリ充電制御回路６は、バッテリ電圧検出部６ａとサイリスタ駆動部６ｂとを有する。バッテリ電圧検出部６ａは、バッテリ電圧が所定値以上の場合にオンするよう適合されたトランジスタＱ１を含んでいる。より詳細には、トランジスタＱ１と出力端子ＢＴとを接続するライン中にツェナーダイオードＺＤ１が設けられており、バッテリ電圧がツェナーダイオードＺＤ１のブレークダウン電圧を越えると、電流がトランジスタＱ１のベースに流れてトランジスタＱ１がターンオンするようになっている。バッテリ電圧検出部６ａは更にベースがトランジスタＱ１のエミッタに接続され、エミッタが接地されたトランジスタＱ２を含んでいる。より詳細にはトランジスタＱ２のベースは、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１を含むＣＲ時定数回路を介してトランジスタＱ１のエミッタに接続されている。このようにして、トランジスタＱ１がオンするとコンデンサＣ１へと電流が流れ、コンデンサＣ１の電圧が所定の値に達するとトランジスタＱ２のベースに電流が流れてトランジスタＱ２がオンする。
【０００９】
サイリスタ駆動部６ｂは、発電機２から正電圧が生成されたときサイリスタＳＣＲ１のアノード側からゲートへと電流が流れるのを許容するダイオードＤ２を含んでいる。また、ＳＣＲ１のゲートへと流れる電流の大きさを制御するためのトランジスタＱ３及び抵抗Ｒ２が設けられている。
【００１０】
サイリスタ駆動部６ｂのダイオードＤ２のアノード側は、バッテリ電圧検出部６ａのトランジスタＱ２のコレクタに接続されている。それにより、トランジスタＱ２がオンするとダイオードＤ２を通じたサイリスタＳＣＲ１のゲートへの電流供給がなされなくなる。即ち、サイリスタ駆動部６ｂの動作が禁止される。このようにして、バッテリ電圧が高くトランジスタがオン状態にあるときには、発電機２から正電圧が生成されていても、サイリスタＳＣＲ１はオフ状態に維持されバッテリ３の充電はなされず、それによってバッテリ３の過充電が防止される。
【００１１】
直流負荷４がバッテリ電力を消費し（例えばストップランプの点灯時）、バッテリ３の充電電圧及びコンデンサＣ１の電圧が低下した場合には、トランジスタＱ１・Ｑ２がオフになり、発電機２から正の電圧波が生成されたとき、第１サイリスタＳＣＲ１のゲートに電流が流れてサイリスタＳＣＲ１をオンすることができるようになる。これにより、発電機２の交流電圧の正波を用いたバッテリ３の充電が可能となる。
【００１２】
ランプ点灯制御回路７は、ランプ電圧検出部７ａ、サイリスタ駆動部７ｂ及び発電機出力電圧検出部７ｃを有する。
【００１３】
サイリスタ駆動部７ｂは、第２サイリスタＳＣＲ２のゲートに接続されたトランジスタＱ１１を有し、トランジスタＱ１１がオンするとサイリスタＳＣＲ２がオンしてランプ５が点灯されるようになっている。トランジスタＱ１１はノイズ吸収回路として働く並列接続されたコンデンサＣ１２及び抵抗Ｒ１２を介してトランジスタＱ１２に接続されており、トランジスタＱ１２がオンすることでトランジスタＱ１１がオンする。トランジスタＱ１２のエミッタは電源端子ＣＨにダイオードＤ１１を介して接続され、端子ＣＨに向かう方向にのみ電流が流れることが可能となっている。またトランジスタＱ１２のベースは抵抗Ｒ１１を介して接地されている。それにより、発電機２からの負電圧によりトランジスタＱ１２のベースに電流が流れトランジスタＱ１２がターンオンすることが可能である。更に、トランジスタＱ１２はそのベース回路に、ＣＲ時定数回路により具現された遅延回路９を有している。詳述するとこのＣＲ時定数回路は、トランジスタＱ１２のエミッタとベースの間に並列に接続された抵抗Ｒ１３とコンデンサＣ１３とを有する。このようにして、発電機２から負電圧が生成されると、まず抵抗Ｒ１１を介して遅延回路９のコンデンサＣ１３へと電流が流れ、遅延回路９によって定められる遅延時間（またはコンデンサＣ１３の満充電時間）経過後、ベース電流がトランジスタＱ１２のベースに流れてトランジスタＱ１２がオンする。トランジスタＱ１２がオンするとトランジスタＱ１１がオンし、第２サイリスタＳＣＲ２にゲート電圧が印加される。こうしてサイリスタＳＣＲ２がターンオンして、ランプが点灯する。
【００１４】
このようにして、図３の波形図に示すように、交流電圧（図の上段）の負電圧発生タイミングＴ１から遅延時間Ｔｄ経過後に、ランプ電圧（図の下段）が発生する（即ち、発電機２からの負電圧がランプ５に通電される）。これにより、ランプ電圧のピーク値（または振幅）ＶＬmaxは、そのような遅延がない場合（図２の想像線）と比べて低くなる。また、ランプ５に電圧が印加される期間（持続時間）も遅延時間Ｔｄのため短くなる。このように、サイリスタＳＣＲ２のターンオンを負電圧発生タイミングＴ１から遅延させることにより、電気エネルギーを熱として放散することなく、ランプ５に供給される電圧半波のサイズ（大きさ及び持続時間）を好適に小さくすることができる。尚、図３では、端子ＣＨの電圧とランプ電圧は、それらの間の大きさの差を補うため、異なるスケールで表してある。
【００１５】
ランプ電圧検出部７ａは、サイリスタ駆動部７ｂのトランジスタＱ１２のベース・エミッタ間を選択的に短絡してトランジスタＱ１２がターンオンしないようにする、即ちサイリスタ駆動部７ｂの動作を禁止するためのトランジスタＱ１３を含んでいる。トランジスタＱ１３のベース回路はコンデンサＣ１１を有しており、このコンデンサＣ１１は、ランプ５に電流が流れている間オンするよう適合されているトランジスタＱ１４と発電機電圧検出部７ｃとを通って流れる電流により充電される。従って、コンデンサＣ１１はランプ５に電流が流れている期間のみ充電され、他の期間は並列に接続された抵抗を通じて放電され、コンデンサＣ１１の電圧がランプ実効電圧を表すようになっている。
【００１６】
更に、ツェナーダイオードＺＤ１１がコンデンサＣ１１とトランジスタＱ１３のベースとの間に設けられ、コンデンサＣ１１の電圧がツェナーダイオードＺＤ１１のブレークダウン電圧を超えると、トランジスタＱ１３のベースに電流が流れてトランジスタＱ１３がオンするようになっている。従って、ランプ実効電圧に対する制限値は、ツェナーダイオードＺＤ１１のブレークダウン電圧により定められる。
【００１７】
このようにして、ランプ実効電圧が制限値より小さいときは、ランプ電圧検出部７ａのトランジスタＱ１３はオフ状態にあるので、サイリスタ駆動部７ｂは動作可能であり、ランプ５は発電機２からの負電圧により点灯されるが、ツェナーダイオードＺＤ１１のブレークダウンによりランプ実効電圧が制限値より高いことが検出されたときはトランジスタＱ１３がオンし、サイリスタ駆動部７ｂの動作が禁止され、発電機負電圧のランプ５への供給が停止される。このようにしてランプ点灯回路７は、ランプ実効電圧の大きさに応じて断続的に負電圧をランプ５へと通電する、いわゆる間引き制御を行うことができる。
【００１８】
ここで、交流電圧周波数が低く上記したような間引き制御を行うとランプ５のちらつきが生じうるエンジン速度が低い場合は、ランプ電圧制御は遅延回路９によりサイリスタＳＣＲ２のターンオンを発電機２の負電圧の立ち上がりに対して遅延させることで好適になされるため、そのような低エンジン速度領域では間引き制御が行われないことに注意されたい。言い換えると、図２の装置では、間引き制御はエンジン速度が高いところでしかなされず、そのような高エンジン速度では交流電圧の周波数も高いため、ちらつきが目立たない。
【００１９】
発電機電圧検出部７ｃはランプ実効電圧に基づく間引き制御の最適化のために設けられている。図示されているように、発電機電圧検出部７ｃは、抵抗Ｒ１４を含む第１の経路と、抵抗Ｒ１５を含む第２の経路と、抵抗Ｒ１６及びツェナーダイオードＺＤ１３を含む第３の経路の３つの電流経路を有している。抵抗Ｒ１４を含む第１の経路はコンデンサＣ１１に並列に接続されたダイオードＤ１２とツェナーダイオードＺＤ１２の間の接続点に接続されている。抵抗Ｒ１４は比較的小さい抵抗値を有し、エンジンの低回転時には主としてこの抵抗Ｒ１４を介して流れる電流によりコンデンサＣ１１の充電がなされる。エンジン回転数が上昇するにつれて発電機電圧が大きくなると、Ｒ１４を通って流れる電流も大きくなるが、Ｒ１４に接続されたツェナーダイオードＺＤ１２がブレークダウンして、Ｒ１４を流れる電流がコンデンサＣ１１へと流れ込むのが禁止される。このときコンデンサＣ１１の充電は比較的大きな抵抗値を有する抵抗Ｒ１５を通る電流によりなされる。更にエンジン回転数が上昇し発電機電圧が大きくなると、ツェナーダイオードＺＤ１３がブレークダウンし、抵抗Ｒ１６を通って流れる電流もコンデンサＣ１１の充電に使われ、コンデンサＣ１１の充電がより速くなされるようになる。このように、コンデンサＣ１１を充電するための電流の経路を発電機電圧（またはエンジン速度）に応じて制御することにより、コンデンサＣ１１の充電特性を調節して、良好なランプ実効電圧制御（間引き制御）を行うことができる。
【００２０】
しかしながら上述したように、上記した制御装置では、直流負荷４を駆動したとき（例えばストップランプを点灯したとき）問題が生じうる。図３の中央部に示すように直流負荷４が駆動され発電機２からの正電圧によりバッテリ３の充電がなされると、発電機２のインダクタンスのため、後続する負波の生成開始が遅れる。それにより、上記した遅延回路９による遅延が影響を受け、やはり図３に示されるように、ランプ５への負電圧の通電開始が過大に遅れ、そのためランプ電圧が小さくなりすぎてしまう。従って、直流負荷４が駆動されるとヘッドライトなどのランプ５が暗くなり、ランプ５の明るさに望ましくない変動が生じるという問題がある。
【００２１】
本発明は上記した問題を解決するべくなされたものであり、その主な目的は、エンジンによって駆動される発電機からの交流電圧を用いてランプ及びバッテリの過電圧（過充電）を防止しつつランプ点灯及びバッテリ充電を行うためのランプ点灯及びバッテリ充電制御装置であって、バッテリ充電がランプ点灯制御に与える影響を大幅に低減するまたは補うことが可能なランプ点灯及びバッテリ充電制御装置を提供することである。
【００２２】
本発明の第２の目的は、そのようなランプ点灯及びバッテリ充電制御回路を単純な構成で且つ低コストで提供することである。
【発明の開示】
【００２３】
このような目的を達成するため、本発明によると、ランプ点灯及びバッテリ充電制御装置であって、エンジンによって駆動され、正負の波を含む交流電圧を生成する発電機（２）と、直流負荷（４）に直流電圧を供給するためのバッテリ（３）と前記発電機（２）との間に接続された第１スイッチ要素（ＳＣＲ１）と、前記バッテリ（３）が前記発電機（２）からの交流電圧の正負の波の一方により充電されるよう前記第１スイッチ要素（ＳＣＲ１）を制御するためのバッテリ充電制御回路（６）と、前記発電機（２）とランプ（５）との間に接続された第２スイッチ要素（ＳＣＲ２）と、前記ランプ（５）が前記発電機（２）からの交流電圧の正負の波の他方により点灯されるよう前記第２スイッチ要素（ＳＣＲ２）を制御するためのランプ点灯制御回路（７）とを備え、前記ランプ点灯制御回路（７）は、前記バッテリ充電制御回路（６）によって行われるバッテリ充電制御の状態に応じて、前記交流電圧の正負の波の前記他方の生成開始時点（Ｔ１）に対する前記第２スイッチ要素のターンオンタイミングを変えるように、前記バッテリ（３）が前記発電機（２）からの交流電圧の正負の波の前記一方により充電されない場合、前記ランプ点灯制御回路（６）は、前記発電機（２）からの交流電圧の正負の波の前記他方の生成開始（Ｔ１）から遅延（Ｔｄ）をもって前記ランプ（５）に前記発電機（２）からの交流電圧の正負の波の前記他方を通電するように前記第２スイッチ要素（ＳＣＲ２）を制御し、前記バッテリ（３）が前記発電機（２）からの交流電圧の正負の波の前記一方により充電される場合、前記ランプ点灯制御回路（７）は、前記発電機（２）からの交流電圧の正負の波の前記他方の生成開始（Ｔ１）から実質的に遅延なく前記ランプ（５）に前記発電機（２）からの交流電圧の正負の波の前記他方を通電するように前記第２スイッチ要素（ＳＣＲ２）を制御することを特徴とするランプ点灯及びバッテリ充電制御装置が提供される。
【００２４】
このようにすることにより、ストップランプなどの直流負荷が駆動され、バッテリが例えば発電機からの正電圧波によって充電され、発電機のインダクタンスによって後続する負電圧波の立ち上がりに遅延が生じる場合、第２スイッチ要素は負電圧生成に伴い速やかにターンオンされ、それによってランプへの負電圧通電の過大な遅れをなくすことができる。これにより、直流負荷駆動時にランプ電圧が小さくなりすぎるのを防止し、ランプの明るさに変動が生じるのを防ぐことができる。このような効果は、ランプ（５）が自動二輪車のヘッドライトを含んでいる場合特に有益である。
【００２５】
このような遅延制御を実現するため、該装置は通常、前記発電機（２）からの交流電圧の正負の波の前記一方が生成されているときの前記第１スイッチ要素（ＳＣＲ１）の状態を示す信号を前記ランプ点灯制御回路（７）に伝達する信号ライン（ＳＬ）を含む。前記信号ラインが（ＳＬ）が、前記ランプ点灯制御回路（７）へと向かう電流のみを許容するための整流手段（Ｑ１５）を含んでいると好適である。
【００２６】
一実施例では、前記ランプ点灯制御回路（７）は、前記発電機（２）からの正負の波の前記他方によって充電され、所定のレベルへと充電されるのに要する時間が前記遅延（Ｔｄ）を定めるように適合されたコンデンサ（Ｃ１３）を含む遅延回路（９）を有しており、前記コンデンサ（Ｃ１３）は、前記第１スイッチ要素がオン状態にあるときには前記交流電圧の正負の波の前記一方によっても充電されるよう適合されている。このようにすることにより、簡単な回路構成で安価にランプ点灯及びバッテリ充電制御回路を実現することができる。
【００２７】
本発明の別の側面に基づくと、ランプ点灯及びバッテリ充電制御装置であって、エンジンによって駆動され、正負の波を含む交流電圧を生成する発電機（２）と、直流負荷（４）に直流電圧を供給するためのバッテリ（３）と前記発電機（２）との間に接続された第１スイッチ要素（ＳＣＲ１）と、前記バッテリ（３）が前記発電機（２）からの交流電圧の正負の波の一方により充電されるよう前記第１スイッチ要素（ＳＣＲ１）を制御するための第１バッテリ充電制御回路（１０）と、前記発電機（２）とランプ（５）との間に接続された第２スイッチ要素（ＳＣＲ２）と、前記ランプ（５）が前記発電機（２）からの交流電圧の正負の波の他方により点灯されるよう前記第２スイッチ要素（ＳＣＲ２）を制御するためのランプ点灯制御回路（７）とを備え、前記バッテリ（３）の電圧が所定の値より小さいことを検出したとき前記第１バッテリ充電制御回路（１０）は、前記発電機（２）からの交流電圧の正負の波の前記他方の生成開始から遅れ（Ｔｂ）もって前記第１スイッチ要素（ＳＣＲ１）をターンオンすることを特徴とするランプ点灯及びバッテリ充電制御装置が提供される。
【００２８】
このようにすることにより、ストップランプなどの直流負荷が駆動されバッテリが例えば発電機からの正電圧波によって充電されるとき、第１スイッチ要素のターンオンの遅延によって、大きな電流が発電機からバッテリへと流れるのを効果的に防止することができる。これによって、例えば発電機からの負電圧を用いてなされるランプ点灯制御に発電機のインダクタンスが与える好ましくない影響が大幅に低減され、直流負荷駆動時のランプの明るさの変動を防ぐことができる。
【００２９】
ランプ点灯及びバッテリ充電制御装置は、前記第１バッテリ充電制御回路（１０）に並列に接続された第２バッテリ充電制御回路（１１）を更に有していてもよく、この第２バッテリ充電制御回路（１１）は、前記バッテリ（３）の電圧が前記所定の値より小さいことが検出されたとき、前記第１バッテリ充電制御回路（１０）による前記第１スイッチ要素（ＳＣＲ１）の制御が前記発電機（２）からの交流電圧の少なくとも一周期において行われた後に、前記第１スイッチ要素（ＳＣＲ１）の制御を開始し、前記第１スイッチ要素（ＳＣＲ１）を前記交流電圧の正負の波の前記一方の生成開始から概ね遅延なくターンオンするよう適合される。このように並列に接続された２つのバッテリ充電制御回路を用いることにより、バッテリ充電動作の最適化を容易にすることができる。
【００３０】
一実施例では、前記第１及び第２バッテリ充電制御回路（１０、１１）がそれぞれ、前記交流電圧の正負の波の前記一方が前記発電機（２）から生成されたとき前記第１スイッチ要素（ＳＣＲ１）にトリガー信号を加える駆動部（６ｂ）と、前記バッテリ（３）の電圧が前記所定の値より大きいことが検出されたとき前記駆動回路（６ｂ）の動作を禁止するバッテリ電圧検出部（６ａ）とを有し、前記バッテリ（３）の電圧が前記所定の値より小さい値に低下したとき、前記第１バッテリ電圧制御回路（１０）のバッテリ電圧検出部は、前記第２バッテリ電圧制御回路（１１）のバッテリ電圧検出部より早く関連する駆動部の動作禁止を解除し、且つ、前記第１バッテリ電圧制御回路（１０）の駆動部から前記第１スイッチ要素（ＳＣＲ１）に供給されるトリガー信号は、前記交流電圧の正負の波の前記一方の生成開始から遅延（Ｔｂ）をもって前記第１スイッチ要素（ＳＣＲ１）をオンするよう適合され、前記第２バッテリ電圧制御回路（１１）の駆動部から前記第１スイッチ要素（ＳＣＲ１）に供給されるトリガー信号は、前記交流電圧の正負の波の前記一方の生成開始から概ね遅延なく前記第１スイッチ要素（ＳＣＲ１）をオンするよう適合されている。
【００３１】
本発明の更なる目的、特徴及び利点は以下の説明からより十分に理解されるだろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
図４は、本発明に基づくランプ点灯及びバッテリ充電制御装置の一実施例を示す模式的な回路図である。なお、本図において図２で示したものと同様の部分については同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。
【００３３】
図４に示したランプ点灯及びバッテリ充電装置２０では、ランプ点灯制御回路７のサイリスタ駆動部７ｂ内のトランジスタＱ１２のベースに接続された遅延回路９の一端が、バッテリ充電制御回路６のサイリスタ駆動回路６ｂ内のダイオードＤ２のアノードに信号ラインＳＬによって接続されている。この信号ラインＳＬは、遅延回路９へと向かう電流のみを許容する整流手段として機能し得るトランジスタＱ１５を含んでいる。また、トランジスタＱ１２のエミッタに接続された遅延回路９の他端が、グランドへと向かう電流のみを許容するダイオードＤ１３を介して接地されている。従って、バッテリ電圧が低くバッテリ電圧検出部６ａのトランジスタＱ２がオフ状態にあり、サイリスタ駆動部６ｂの動作が許可されているとき、発電機２から正電圧が生成されるとトランジスタＱ１５はターンオンし、ランプ電圧検出部７ａの遅延回路９へと電流を流す。尚、トランジスタＱ１５はダイオードなどで置き換えることも可能である。
【００３４】
このようにして、直流負荷４が駆動されバッテリ電圧が低下した際に、発電機２からの正電圧によりダイオードＤ２を介して第１サイリスタＳＣＲ１のゲートへと電流が流れてサイリスタＳＣＲ１がターンオンするとき、同時にトランジスタＱ１５を通じて電流が流れ、遅延回路９のコンデンサＣ１３の充電が開始される。即ち、トランジスタＱ１５を含む信号ラインＳＬは、第１サイリスタＳＣＲ１がターンオンしたことを示す信号をランプ点灯制御回路７の遅延回路９へと伝える。コンデンサＣ１３の容量は、一つの正電圧半波が生成されている間にコンデンサＣ１３が満充電されるように選択されている。従って、負電圧発生前にコンデンサＣ１３が満充電されていることから、その負電圧によりコンデンサＣ１３を充電する必要がない。その結果、直流負荷４が駆動されたときには、負電圧の立ち上がりから上記遅延時間Ｔｄを経ることなくトランジスタＱ１２がオンし、従って第２サイリスタＳＣＲ２がオンして、ランプ５に電流が流れる。そのためランプ５への負電圧の通電開始が過度に遅れないことから、図５に示すように、負電圧の過度な低減を防止することができ、上記ランプ電圧の変動を生じることがない。
【００３５】
図６は、本発明に基づくランプ点灯及びバッテリ充電制御回路の別の実施例を示す模式的な回路図である。なお、本図において図２で示したものと同様の部分については同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。
【００３６】
図６に示したランプ点灯及びバッテリ充電装置３０は、互いに並列接続された第１及び第２のバッテリ充電制御回路１０、１１を含んでいる。これら２つの回路１０、１１はそれぞれ図２に示した実施例のバッテリ充電制御回路６と同じ回路構成を有している。しかしながら、第１バッテリ充電制御回路１０のトランジスタＱ２のベースとコンデンサＣ１との間に接続された抵抗Ｒ１は、第２バッテリ充電制御回路１１内のトランジスタＱ５に関連付けられた対応する抵抗Ｒ３より小さな抵抗値を有する。即ち、トランジスタＱ２のベース回路内のＣＲ時定数回路は、トランジスタＱ５のベース回路内のものより小さな時定数を有する。更に、第１の回路１０のダイオードＤ２とサイリスタＳＣＲ１のゲートとの間に接続された抵抗Ｒ２は、第２の回路１１内の対応する抵抗Ｒ４より大きな抵抗値を有する。
【００３７】
このように構成された装置のバッテリ３の満充電状態からバッテリ充電を開始する際の動作について、以下に説明する。まず、満充電状態ではトランジスタＱ１・Ｑ２がオンになり、トランジスタＱ３がオフである。同様に、トランジスタＱ４・Ｑ５がオンになり、トランジスタＱ６がオフである。これにより、充電制御用サイリスタＳＣＲ１を点弧することはできず、端子ＢＴからバッテリ３へ電流が流れない。
【００３８】
直流負荷４が駆動（オン）された場合にバッテリ３の消費が大きいと、バッテリ電圧が低下する。それにより、トランジスタＱ１とトランジスタＱ４がオフになり、それぞれに対応するトランジスタＱ２とトランジスタＱ５とがオフになる。このとき、上記したように各抵抗Ｒ１・Ｒ３の抵抗値の違いにより、ＣＲ時定数回路Ｃ１・Ｒ１とＣＲ時定数回路Ｃ２・Ｒ３との時定数が異なることから、第１バッテリ充電制御回路１０内のトランジスタＱ２の方が第２バッテリ充電制御回路１１内のトランジスタＱ５より先にオフするため、第１の回路１０内のトランジスタＱ３の方が第２の回路１１内のトランジスタＱ６よりも先にオンする。
【００３９】
トランジスタＱ３のオン状態では、第１サイリスタＳＣＲ１のゲートには比較的大きな抵抗値の抵抗Ｒ２を介した小電流がトリガー信号として流れることになる。そのため、サイリスタＳＣＲ１は直ぐにオンせず、例えば図７の上段の波形に示されるように、発電機２からの正電圧の立ち上がりから遅れＴｂをもって（図では正電圧半波の持続時間に対応する期間の半分程で）オンすることになる。これにより、その正波形発生時の大電流の発生が抑制され、発電機２のインダクタンスがランプ５への負電圧供給制御に与える影響を低減することができる。そのため、図７に示すように、例えばストップランプなどの直流負荷４が駆動されたとき、ランプ電圧が極端に小さくなることがなく、ランプ５が一瞬暗くなることを防止できる。
【００４０】
その後、第２バッテリ充電制御回路１１内のコンデンサＣ２が放電し、トランジスタＱ５がオフすると、それに応じてトランジスタＱ６もターンオン可能となる。この状態で、発電機２から正電圧が出力されると両トランジスタＱ３・Ｑ６ともオン状態となる。このような場合、サイリスタＳＣＲ１のゲートには抵抗値の小さな抵抗Ｒ４を介して大きなゲート電流が流れ得ることから、トランジスタＱ６がオンした後にはサイリスタＳＣＲ１は速やかにオンする。したがって、図７の上段の後半に示されるように正波形の実質的に全部をバッテリ３の充電に使用することができる。
【００４１】
なお、第２のバッテリ充電制御回路１１のＣＲ時定数回路Ｃ２・Ｒ３の時定数は、エンジンの低回転速度時（アイドリング及びその近傍）において直流負荷４の駆動開始から少なくとも一つ正電圧半波が出力された後にトランジスタＱ５がオフし、上記した電圧波の一部によるバッテリ充電がそのような低回転速度において確実に行われるように設定されている。高回転速度時には負電圧の立ち上がりに遅れが生じても、電圧周波数が高いため、電圧低下によりランプ５が一瞬暗くなっても目立たないため、問題が生じない。
【００４２】
上述したように本発明によれば、エンジンによって駆動される発電機からの交流電圧を用いてランプ点灯及びバッテリ充電を行うランプ点灯及びバッテリ充電制御装置において、バッテリ充電がランプ点灯制御に与える望ましくない影響を与えるのを防ぐことができ、それによりストップランプなどの直流負荷が駆動されてバッテリ充電が行われることによりランプの明るさが一瞬暗くなるまたは変動することなく好適なランプ点灯を行うことができる。
【００４３】
本発明を実施例に基づいて詳細に説明したが、これらの実施例はあくまでも例示であって本発明は実施例によって限定されるものではない。当業者であれば特許請求の範囲によって画定される本発明の技術的思想を逸脱することなく様々な変形若しくは変更が可能であることは言うまでもない。
【００４４】
例えば、図６の装置は２つの別個のバッテリ充電制御回路１０、１１を有しているが、その一部（例えばツェナーダイオードＺＤ１とＺＤ２及びこれらツェナーダイオードをグランドと接続する抵抗）を一体にして共通に使用することも可能である。また、図示した実施例では、正電圧がバッテリ充電に使用され負電圧がランプ点灯に使用されたが、電圧の極性を逆にすることも可能である。これらの変形は全て本発明の範囲に含まれるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
図１は、典型的なランプ点灯及びバッテリ充電制御装置を示したブロック図である。
図２は、ランプ点灯及びバッテリ充電制御装置の一例を示した回路図である。
図３は、図２の装置におけるランプ点灯及びバッテリ充電制御の態様を示す波形図である。
図４は、本発明に基づくランプ点灯及びバッテリ充電制御装置の好適実施例を示す回路図である。
図５は、図４の装置におけるランプ点灯及びバッテリ充電制御の態様を示す波形図である。
図６は、本発明に基づくランプ点灯及びバッテリ充電制御装置の別の実施例を示す回路図である。
図７は、図６の装置におけるランプ点灯及びバッテリ充電制御の態様を示す波形図である。
【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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