(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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によりランプを点灯させるようにしたランプ点灯制御回路であって、
前記発電機から出力される交流電圧波形の負の半波のみを前記ランプに通電させるためのスイッチング素子と、前記スイッチング素子のオン／オフを制御するドライブ回路と、ランプ実効電圧の制限値を検出するランプ電圧検出部とを有し、
前記ドライブ回路が、前記スイッチング素子のオンにより発生するランプ電圧のピーク値が前記交流電圧のピーク値より低くなるように、前記交流電圧波形の負の半波において前記ランプ電圧の増加の途中で前記交流電圧の減少が始まるように前記交流電圧波形の負の半波が生じた時から所定の遅延時間経過後に前記スイッチング素子をオンして前記ランプ電圧の発生開始を遅延させると共に、前記ランプ電圧検出部により前記ランプ電圧のピーク値がしきい値を越えたことが検出された場合には、次の負の半波の発生中に、前記ランプ電圧のピーク値がしきい値を越えていたら前記スイッチング素子をオフすることを特徴とするランプ点灯制御回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンに連動して回転する発電機に接続された電圧調節回路によりランプを点灯させるようにしたランプ点灯制御回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば二輪車において、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、その交流電圧によりバッテリを充電すると共に、ランプとしてのヘッドライトを点灯するようにしたものがある。
【０００３】
上記したバッテリ充電及びランプ点灯を制御するための制御回路として例えば図３に示すような回路がある。図の回路では、磁石式発電機のコイル２の全タップ（出力端子）が制御回路１１の電源端子ＣＨに接続されており、制御回路１１の出力端子ＢＴにバッテリ３及び各電装品であるＤＣ負荷４が接続されている。
【０００４】
制御回路１１内には、電源端子ＣＨに入力した交流電圧の正波形を出力端子ＢＴから出力させるべく、両端子ＣＨ・ＢＴ間を接続する電源ライン中に充電制御用サイリスタＳＣＲ１が設けられている。その充電制御用サイリスタＳＣＲ１は、出力端子ＢＴの電圧を検出して過充電を防止するためのバッテリ電圧検出制御回路６により制御されるようになっている。
【０００５】
また、制御回路１１のランプ端子ＬＡにランプ（ヘッドライト）５が接続されている。そして、制御回路１１内の電源端子ＣＨとランプ端子ＬＡとの間に、ランプ５に交流電圧の負波形を通電するためのランプ制御用サイリスタＳＣＲ２が接続されている。そして、ランプ通電時の実効電圧が制限値（例えば−１３Ｖ）以上（負側に大）になったことを検出したら、ランプ５を保護するためにランプ制御用サイリスタＳＣＲ２のオフを維持する制御を行うためのランプ電圧検出回路１２が設けられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記回路におけるランプ通電要領を図４の波形図により以下に示す。発電機２からは、図４の上段に示されるように正弦波となる交流電圧が供給されている。ランプ５には、上記したように負の電圧のみを通電するが、回転数の上昇に伴って電圧ピーク値が大きくなるため、ランプ実効電圧も高くなる。例えば図４の下段に示されるように、１山の負の電圧波形によりランプ実効電圧が制限値を越えた場合には、続けて通電（図の想像線）すると過電圧となるため、次の山に相当する負の電圧を通電しない（図の実線）所謂間引き制御を行う。
【０００７】
しかしながら、回転数が低い場合には上記間引き制御によりランプがちらつくという問題が生じる。さらに、前記したように回転数の上昇に伴い電圧ピーク値が大きくなるため、ランプ寿命が短くなるという問題がある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決して、ランプ過電圧を防止すると共にランプのちらつきを防止することを実現するために、本発明に於いては、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によりランプを点灯させるようにしたランプ点灯制御回路であって、前記発電機から出力される交流電圧波形の負の半波のみを前記ランプに通電させるためのスイッチング素子と、前記スイッチング素子のオン／オフを制御するドライブ回路と、ランプ実効電圧の制限値を検出するランプ電圧検出部とを有し、前記ドライブ回路が、前記スイッチング素子のオンにより発生するランプ電圧のピーク値が前記交流電圧のピーク値より低くなるように、前記交流電圧波形の負の半波において前記ランプ電圧の増加の途中で前記交流電圧の減少が始まるように前記交流電圧波形の負の半波が生じた時から所定の遅延時間経過後に前記スイッチング素子をオンして前記ランプ電圧の発生開始を遅延させると共に、前記ランプ電圧検出部により前記ランプ電圧のピーク値がしきい値を越えたことが検出された場合には、次の負の半波の発生中に、前記ランプ電圧のピーク値がしきい値を越えていたら前記スイッチング素子をオフするものとした。
【０００９】
これによれば、エンジン回転速度の増大に伴って発電量が増大するが、ランプに通電する半波の通電量を低減することから、同一回転速度におけるランプ通電電圧のピーク値を低減でき、ランプの定格値に達する交流電圧を発生するエンジン回転速度が高回転速度側に移行して、ランプに流れる電流を低減し得る。
【００１０】
前記交流電圧波形の負の半波において前記ランプ電圧の増加の途中で前記交流電圧の減少が始まるように、前記ランプ電圧の発生開始を遅延させることによれば、交流電圧波形の半波の発生開始から遅延した波形をランプに通電することから、交流電圧波形に対してランプ通電波形が小さくなるため、ランプに流れる電流を低減し得る。
【００１１】
また、ランプ実効電圧の制限値をランプ電圧検出部を有し、前記ドライブ回路は、前記ランプ電圧検出部により前記ランプ電圧のピーク値がしきい値を越えたことが検出された場合には、次の負の半波の発生中に、前記ランプ電圧のピーク値がしきい値を越えていたら前記スイッチング素子をオフすると良い。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図面に示された具体例に基づいて本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明が適用されたランプ電圧調節回路を示す概略回路図である。なお、図において従来例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。
【００１４】
図１に示されるように、制御回路１の各端子ＣＨ・ＢＴ・ＬＡには、発電機２・バッテリ３及びＤＣ負荷・ランプ５が従来例と同様に接続されている。制御回路１内にあっては、充電制御用サイリスタＳＣＲ１と、ランプ制御用サイリスタＳＣＲ２と、バッテリ電圧検出回路６とが、それぞれ従来例と同様に設けられている。そして、ランプ制御用サイリスタＳＣＲ２のゲートを制御するランプ点灯制御回路７には発電機出力電圧検出部８が接続されている。これらランプ制御用サイリスタＳＣＲ２と、ランプ点灯制御回路７と、発電機出力電圧検出部８とによりランプ電圧調節回路が構成されている。
【００１５】
次に、ランプ点灯制御回路７内の構成について以下に示す。スイッチ手段としてのランプ制御用サイリスタＳＣＲ２のゲートにはトランジスタＱ１が接続されており、そのトランジスタＱ１は、トランジスタＱ２がオンすることによりオンする。電源端子ＣＨには、電源端子ＣＨ側に電流を流す向きのダイオードＤ１が接続されており、そのダイオードＤ１を介して、トランジスタＱ２、及びトランジスタＱ２をオン／オフ制御するトランジスタＱ３が接続されている。また、トランジスタＱ２のベースが抵抗Ｒ１を介して接地されている。
【００１６】
また、ダイオードＤ１と発電機出力電圧検出部８との間に実効電圧点灯制御手段としてのランプ電圧検出部７ａが設けられている。そのランプ電圧検出部７ａの出力段として上記トランジスタＱ３が設けられており、トランジスタＱ３がオンすることによりトランジスタＱ２がオフする。発電機出力電圧検出部８には、ランプ５が通電状態になったらオンするようにトランジスタＱ４が接続されている。
【００１７】
トランジスタＱ１のベース・エミッタ間にはコンデンサＣ２及び抵抗Ｒ２からなるノイズ吸収回路が設けられている。同様にトランジスタＱ２のベース・エミッタ間にもノイズ吸収回路であるコンデンサＣ３及び抵抗Ｒ３からなるランプ通電量低減手段としての遅延回路９が設けられている。この遅延回路９とトランジスタＱ１・Ｑ２とを含むドライブ回路７ｂが図１に示されるように構成されている。
【００１８】
なお、本制御回路１におけるランプ電圧検出部７ａは、ランプ実効電圧の検出をコンデンサＣ１の充放電により行うものであり、ランプ実効電圧の制限値をコンデンサＣ１の満充電により検出するように構成されている。
【００１９】
このようにして構成された本制御回路１における動作要領を以下に示す。従来例と同様に発電機２の交流電圧に負波形が生じたら、トランジスタＱ２のベースに抵抗Ｒ１を介してベース電流が流れようとするが、遅延回路９のコンデンサＣ３にベース電流が流れるため、トランジスタＱ２は、遅延回路９の所定の時定数による遅延時間（コンデンサＣ３の満充電時間）経過後に流れるベース電流（ランプ通電量低減信号）によりオンする。そのトランジスタＱ２のオンによりトランジスタＱ１がオンし、ゲート電圧を印加されたランプ制御用サイリスタＳＣＲ２がオンして、ランプ５が点灯する。
【００２０】
したがって、図２に示されるように交流電圧の負波形発生タイミングＴ１から遅延時間Ｔｄ経過後にランプ電圧が発生する。交流電圧に合わせようとして上昇するランプ電圧の上昇途中で交流電圧の下降が始まっているように上記遅延時間Ｔｄが設定されており、図に示されるようにランプ電圧のピーク値ＶＬmaxが低くなる。すなわち、ランプ電圧のピーク値ＶＬmaxが交流電圧のピーク値ＶＧmaxに達しない（ＶＬmax＜ＶＧmax）ようにされており、このようにしてランプ５に通電される半波の大きさが小さくされている。
【００２１】
これにより、遅延時間Ｔｄを設けないでランプ点灯を開始する（図２の想像線）場合に対して、充電開始ランプ電圧検出部７ａのコンデンサＣ１への１波形（ランプ点灯時の負波形）による充電量が少なくなる。したがって、図２の想像線に示される場合に従来例と同様に間引きが行われる場合であっても間引きが行われなくなるため、ランプ５がちらつくことがなくなる。
【００２２】
なお、エンジンの回転速度がさらに上昇すると、発電機２の交流電圧ピーク値ＶＧmaxの上昇に伴って遅延時間Ｔｄ後のランプ電圧のピーク値ＶＬmaxも上昇するため、１波形分のランプ通電後、ランプ電圧ピーク値ＶＬmaxがランプ電圧検出部ＺＤ１のしきい値を越えて、トランジスタＱ３がオンして、トランジスタＱ２がオフし、トランジスタＱ１がオフする。これにより、ランプ制御用サイリスタＳＣＲ２がオンしなくなるので、正波形時にオフしたランプ制御用サイリスタＳＣＲ２は、次の負波形発生中にコンデンサＣ１の充電電圧が制限値以上であったら、その負波形発生中にオンしないため、ランプ点灯の間引きが行われるようになるが、その時にはエンジン回転速度が高いため、交流電圧の周波数も高く、ちらつきが目立たない。
【００２３】
また、ランプ電圧がそのピーク値ＶＬmaxに達するエンジン回転速度が比較的高いため、ランプ５に定格最大電圧が印加される頻度を低減でき、ランプ５の寿命を延ばすことができる。さらに、遅延回路９をトランジスタＱ３のノイズ吸収用回路と兼用することができるため、別個に遅延回路を設ける必要が無く、回路を簡略化し得ると共に製造コストを低廉化し得る。
【００２４】
なお、本図示例ではランプ点灯に交流電圧の負波形を通電して行うようにしたが、正波形の半波を通電するようにしても良く、同様の作用効果を奏し得る。
【００２５】
【発明の効果】
このように本発明によれば、エンジン回転速度の増大に伴って増大する発電量をそのままランプに通電する場合に対して、ランプに通電する半波の通電量を低減することから、同一回転速度におけるランプ通電電圧のピーク値を低減でき、ランプの定格値に達する交流電圧を発生するエンジン回転速度を高回転速度側に移行して、ランプに流れる電流を低減し得るためランプの寿命を好適に延ばすことができると共に、過剰電力時にランプ保護のため通電を間引く場合であっても、低回転速度時には間引かれないためちらつきが生じることが無く、高回転速度で間引かれても、その時には高回転速度により交流電圧が高周波数になっており、間引き制御によるちらつきが目立たない。
【００２６】
また、半波の大きさを抑制して通電することにより、ランプ通電量の低減を容易に行うことができる。また、交流電圧波形の半波の発生開始から遅延した波形をランプに通電することにより、交流電圧に対して遅延して増大するランプ通電電圧のピーク値が低減して、ランプに流れる電流を抑制し得るため、簡単な回路で上記効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されたランプ電圧調節回路を示す概略回路図。
【図２】本発明に基づくランプ点灯制御を示す波形図。
【図３】従来のランプ点灯制御を示す概略制御回路図。
【図４】従来のランプ点灯制御を示す波形図。
【符号の説明】
１  制御回路
２  発電機
３  バッテリ
４  ＤＣ負荷
５  ランプ
６  バッテリ電圧検出回路
７  ランプ点灯制御回路
７ａ  ランプ電圧検出部
７ｂ  ドライブ回路
８  発電機出力電圧検出部
９  遅延回路
１１  制御回路
１２  ランプ電圧検出回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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