JP2014003740A - 車輌用交流発電機の制御装置及び制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】車輌に搭載された交流発電機1の出力電圧に応じて、界磁コイル3の導通/非導通を制御するパワートランジスタ502と、交流発電機1の回転速度を検出する回転速度検出部511と、回転速度検出部511により検出された回転速度が所定の閾値以上か否かを判定し、回転速度が所定の閾値以上と判定した場合に、界磁コイル3の導通率を低減させる駆動デューティ設定部510と、当該導通率に基づいて、パワートランジスタ502を駆動する駆動用ドライバー504とを備えている。こうして、界磁コイル3の導通率を低減することにより駆動トルクの抑制を行う。
【選択図】図5
Description
以下、この発明の実施の形態1に係る車輌用交流発電機の制御装置について説明する。当該説明の前に、図1〜図4のグラフを用いて、この発明の原理について説明する。
パワートランジスタ502は、界磁コイル3をON/OFF制御し、界磁コイル3を駆動する。パワートランジスタ502は、レギュレータ5の出力段である。パワートランジスタ502がONのときに、界磁コイル3に界磁電流が供給されて発電が行われ、パワートランジスタ502がOFFのときには界磁電流は供給されず発電は行われない。
ダイオード503は、界磁コイル3に並列接続され、界磁コイル3がOFFの時に発生するサージを吸収する。
駆動用ドライバー504は、パワートランジスタ502を駆動する。駆動用ドライバー504は、電圧比較器506の出力およびパルス発生器509の出力が共にHiの時のみパワートランジスタ502を駆動する。
電圧検出抵抗505は、レクチファイヤ4の直流出力ラインに接続され、レクチファイヤ4の電圧を分圧する構成を有し、交流発電機1の出力電圧を検出する。
基準電圧発生器507は、電圧制御のために、例えば12V〜15Vの範囲で、リニア(linear)に制御できる基準電圧を発生する。制御の値は外部制御ユニット7により指令される。
入力インターフェース部508は、外部制御ユニット7からの指令信号を受け、当該指令信号を電源起動信号および電圧制御信号に分別する。入力インターフェース部508は、電源起動信号は内部電源501に入力し、電圧制御信号は基準電圧発生器507に入力する。
パルス発生器509は、駆動デューティ設定部510の出力をHi/Loから構成されるパルス信号に変換する。
駆動デューティ設定部510は、回転速度検出部511の回転信号に基づき、交流発電機1の回転速度が所定の閾値以上になったか否かを判定し、所定の閾値以上になったときに、界磁コイル3の導通率を抑制するために、導通率を現在の値よりも低い、予め設定された所定の値に設定する。
回転速度検出部511は、ステータコイル2の1相半波波形により、交流発電機1の回転速度を検出し、回転速度信号として駆動デューティ設定部510に出力する。
入力インターフェース部508は、当該指令信号を受けて、当該指令信号が電源起動信号であると判別して、内部電源501に出力する。
こうして、内部電源501は、外部制御ユニット7からの電源起動信号を、入力インターフェース部508を介して、受信する。内部電源501は、電源起動信号をトリガに起動し、レギュレータ5内部に電源供給を行う。
また、基準電圧発生器507は、外部制御ユニット7からの電圧制御信号を、入力インターフェース部508を介して、受信する。基準電圧発生器507は、外部制御ユニット7からの電圧制御信号に基づく基準電圧を発生し、電圧比較器506に入力する。
電圧比較器506は、電圧検出抵抗505からの検出電圧と、基準電圧発生器507からの基準電圧とを比較する。比較の結果、検出電圧が基準電圧よりも低い場合には、電圧比較器506は、Hi信号を出力し、駆動用ドライバー504に入力する。一方、検出電圧が基準電圧以上の場合には、電圧比較器506は、Lo信号を出力するか、あるいは、何も出力しない。
駆動デューティ設定部510は、回転速度検出部511の回転信号に基づいて、交流発電機1の回転速度が所定の閾値以上か否かを判定し、所定の閾値以上になったときに、界磁コイル3の導通率を、現在の値よりも低い、予め設定された所定の値に切り替える。なお、当該閾値は、上述したように、図4の点Aにおける出力電流よりも少し高い出力電流が得られる回転速度に設定することが望ましい。
パルス発生器509は、駆動デューティ設定部510からの導通率に基づいて、Hi/Lo信号からなるパルス信号を生成し、駆動用ドライバー504に入力する。なお、パルス信号がHi信号となる時間の比率が、導通率に等しくなっていればよいため、パルスの幅を制御するか、パルスの個数を制御して、パルス信号がHi信号となる時間の比率が、導通率に等しくなるようにする。
本実施の形態2に係る車輌用交流発電機(交流発電機1)とその制御装置(レギュレータ5)の構成は、図5と同じである。本実施の形態と上記の実施の形態1との違いは、駆動デューティ設定部510の動作である。
図6は、本発明の実施の形態3に係る車輌用交流発電機(交流発電機1)とその制御装置(レギュレータ5)の構成を示した図である。図6に示すように、本実施の形態3においては、図5の入力インターフェース部508の代わりに、入力インターフェース部512が設けられている。また、図5の駆動デューティ設定部510の代わりに、駆動デューティ設定部513が設けられている。本実施の形態2においては、入力インターフェース部512が、内部電源501と基準電圧発生器507だけでなく、駆動デューティ設定部513にも接続されている。他の構成については、図5と同じであるため、ここでは、その説明を省略し、以下では、実施の形態1と異なる動作について主に説明する。
図7は、本発明の実施の形態4に係る車輌用交流発電機(交流発電機1)とその制御装置(レギュレータ5)の構成を示した図である。図7に示すように、本実施の形態4においては、図5の駆動デューティ設定部510の代わりに、駆動デューティ設定部515が設けられている。また、温度検出部514が追加されている。温度検出部514は、駆動デューティ設定部515に接続されている。他の構成については、図5と同じであるため、ここでは、その説明を省略する。
本実施の形態5に係る車輌用交流発電機(交流発電機1)とその制御装置(レギュレータ5)の構成は、図5と同じである。
Claims (6)
- 車輌に搭載された交流発電機の出力電圧に応じて、界磁コイルの導通/非導通を制御するパワートランジスタと、
前記交流発電機の回転速度を検出する回転速度検出部と、
前記回転速度検出部により検出された前記回転速度が所定の閾値以上か否かを判定し、前記回転速度が前記所定の閾値以上と判定した場合に、前記界磁コイルの導通率を低減させる駆動デューティ設定部と、
前記駆動デューティ設定部から出力される前記界磁コイルの導通率に基づいて、前記パワートランジスタを駆動する駆動用ドライバーと
を備えたことを特徴とする車輌用交流発電機の制御装置。 - 前記駆動デューティ設定部は、前記回転速度の増減に応じて前記導通率を切り替えるものであって、前記回転速度の増加したときには、前記増加に基づき前記導通率を低下させ、前記回転速度が低下したときは、前記低下に基づき前記導通率を増加させることにより、前記交流発電機の発電電力をほぼ一定に制御する
ことを特徴とする請求項1に記載の車輌用交流発電機の制御装置。 - 前記駆動デューティ設定部に接続され、前記導通率の増減量を指令する外部制御ユニットをさらに備えた
ことを特徴とする請求項1または2に記載の車輌用交流発電機の制御装置。 - 前記交流発電機の温度を検出する温度検出部をさらに備え、
前記駆動デューティ設定部は、前記温度検出部による検出温度の変動に応じて前記導通率を切り替えるものであって、前記検出温度が高くなったときは、前記検出温度の上昇に基づき前記導通率を増加させ、前記検出温度が低くなったときは、前記検出温度の下降に基づき前記導通率を低下させる
ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の車輌用交流発電機の制御装置。 - 前記外部制御ユニットに接続され、複数種類の前記導通率の増減量を予め記憶している記憶装置をさらに備えた
ことを特徴とする請求項3に記載の車輌用交流発電機の制御装置。 - 車輌に搭載された交流発電機の回転速度を検出する回転速度検出ステップと、
前記回転速度検出ステップにより検出された前記回転速度が所定の閾値以上か否かを判定する判定ステップと、
前記判定ステップにおいて前記回転速度が前記所定の閾値以上と判定された場合に、界磁コイルの導通率を低減させる導通率設定ステップと、
前記導通率設定ステップにより設定された前記導通率に基づいて、前記界磁コイルの導通/非導通を制御するステップと
を備えたことを特徴とする車輌用交流発電機の制御方法。
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