JP3296058B2 - 車両用発電機の制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両用発電機の制御装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】エンジンの始動性を向上させるため、エ
ンジンのクランキング時及びこれに続く所定時間、発電
機の励磁電流を遮断して発電機能を停止するようにした
車両用発電機の制御装置が特開昭６１−１７１８７９号
公報に開示されている。しかしこの装置では、発電開始
時の急激な発電の立上りによりエンジンの負荷が増大し
て、エンジン回転の落ち込みやエンジンストールを発生
する虞れがある。また、エンジンの始動性を向上させる
ための別の考案として、発電の立上り後に所定の時間発
電機出力電流を停止し、その後励磁電流の増加を漸増さ
せるようにした車両用交流発電機の制御装置が、特開平
３−１７３３２４号公報に開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術によっては発電開始時の急激な発電の立上りが抑
制される一方、発電機出力電流の停止時に、エンジン回
転が変動して発電停止になり易く、チャージウォーニン
グランプが点灯して運転者に違和感を与える可能性があ
った。また、エンジン始動時だけでなく車両の加速時な
どにも、同様に発電機出力電流を停止すると、バッテリ
電圧の異常低下による車両搭載の電子機器が誤動作する
虞れがあるという問題点があった。本発明は上記した問
題点を解決するためになされたもので、発電開始時の徐
励制御時のチャージウォーニングランプの点灯を防止す
るとともに、車両電子機器の誤動作を防止するようにし
た車両用発電機の制御装置を提供することを目的とする
ものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明は、発電機の界磁コイルに直列接続された励磁
トランジスタを断続させて、前記発電機の出力電圧が調
整電圧になるように前記界磁コイルに流れる励磁電流を
制御する回路と、前記発電機の発電電圧が所定電圧以下
の場合に、チャージウォーニングランプのオン・オフを
制御するランプ駆動用トランジスタを導通させるランプ
駆動用制御回路とを備えた車両用発電機の制御装置にお
いて、検出される前記発電機の出力電圧が調整電圧以下
の場合に、前記発電機の外部からの発電抑制指令信号を
受けて、前記励磁トランジスタの導通デューティを制限
デューティ値以下に制限するとともに、この制限デュー
ティ値を漸増させる徐励制御回路を備え、 前記ランプ駆
動用制御回路は、前記励磁トランジスタの導通デューテ
ィを制限デューティ値以下に制限している場合に、前記
ランプ駆動用トランジスタを遮断させることを特徴とす
る。また、上記構成の車両用発電機の制御装置におい
て、前記発電抑制指令信号に応じて前記調整電圧を変更
する回路と、前記発電機の発電電圧が所定値を超えた場
合に、前記発電抑制指令信号による前記励磁トランジス
タの導通デューティに対する抑制を解除する制限解除回
路とを備えたことを特徴とする。

【０００５】

【発明の作用及び効果】上記構成の車両用発電機の制御
装置によれば、発電機の出力電圧が設定された調整電圧
以下では、徐励制御回路により界磁コイルを励磁する励
磁トランジスタの導通デューティが制限デューティ値以
下に制限されて漸増していくが、該制限デューティ値は
発電抑制指令信号により所定の値以下に抑制され、発電
機の出力電流及びトルクが徐々に増加する。このように
前記励磁トランジスタの導通デューティを制限デューテ
ィ値以下に制限している場合には、ランプ駆動用トラン
ジスタを遮断させるから、上記徐励制御運転時にチャー
ジウォーニングランプが点灯して運転者が違和感を感じ
ることがない。また、発電機の発電電圧が所定値を超え
た場合は、発電抑制指令信号に応じて調整電圧が変更さ
れるととともに、励磁トランジスタの導通デューティに
対する抑制が解除され、発電機の出力電流及びトルクを
減少させることができ、発電抑制時にバッテリの電圧が
異常低下して、車両搭載の電子機器が誤動作するのを防
止できる。

【０００６】

【実施例】

（第１実施例）本発明の第１実施例を図面を参照して説
明する。図１は車両用発電機の制御装置１の回路図であ
る。２は車両用交流発電機（以下発電機という）、１１
は電圧制御装置である。発電機２は、Ｙ結線した電機子
コイル３、界磁コイル４及び三相交流出力を全波整流す
る整流器５とから構成される。この発電機２で発電され
た三相交流出力は、整流器５で直流出力に整流してバッ
テリ６及びスイッチ７ａの投入により電気的負荷７に供
給される。８はイグニッションスイッチ、９はチャージ
ウォーニングランプである。

【０００７】電圧制御装置１１において、１２、１３は
比較器、１４はＡＮＤ回路、１５はＮＯＲ回路である。
１６は前記界磁コイル４を励磁する励磁トランジスタ、
１７は界磁コイル４の逆起電力吸収用のフライホイール
ダイオード、１８は電源電圧を印加されて所定の基準電
圧を発生する定電圧ツェナーダイオード、１９はスイッ
チングトランジスタ、２０はチャージウォーニングラン
プ９のオン・オフを制御するランプ駆動トランジスタで
ある。２１は発電抑制指令回路であり、発電抑制指令端
子２１ａとバッテリ６とを外部スイッチ２２により接続
し、該発電抑制指令端子２１ａと比較器１３の非反転入
力端子及びコンデンサＣ１とをダイオード２３を介して
結線してある。また、発電抑制指令端子２１ａとグラン
ド間には、定電圧ツェナーダイオード２４が結線され、
コンデンサＣ１の最大充電電圧を規定している。

【０００８】比較器１２は、発電機２の出力電圧と所定
値の調整電圧とを比較するため、定電圧ツェナーダイオ
ード１８の発生電圧を分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２により分圧し
た調整基準電圧と、発電機２の出力電圧を分圧抵抗Ｒ
３，Ｒ４により分圧した値とを比較する。そして、その
比較結果に基づいてＡＮＤ回路１４及びＮＯＲ回路１５
に（Ｈｉ）又は（Ｌｏ）信号を出力するとともに、抵抗
Ｒ５を介してコンデンサＣ１を充放電する。発電機２の
出力電圧が調整電圧より低い場合、比較器１２の出力は
（Ｌｏ）信号となる。また、比較器１３は比較器１２の
出力により徐々に放電されて漸増するコンデンサＣ１の
電圧と、基準のこぎり波電圧を比較してその比較結果
を、励磁トランジスタ１６の最大導通デューティに対す
る制限デューティ信号としてＡＮＤ回路１４及びＮＯＲ
回路１５に出力する。コンデンサＣ１の電圧が基準のこ
ぎり波電圧よりも高い場合、比較器１３は（Ｈｉ）信号
を出力し励磁トランジスタ１６を遮断する。またこの比
較器１３は、抵抗Ｒ５，コンデンサＣ１とともに徐励制
御回路２５を構成する。

【０００９】ＡＮＤ回路１４は、発電機２の出力電圧が
調整電圧より低いため比較器１２の出力が（Ｌｏ）信号
であり、比較器１３の出力が励磁トランジスタ１６を遮
断する（Ｈｉ）信号となったとき出力して、コンデンサ
Ｃ２を充電する。ＮＯＲ回路１５は、比較器１２と比較
器１３の何れもが（Ｌｏ）信号を出力すると、（Ｈｉ）
信号を出力して励磁トランジスタ１６を導通させる。前
記コンデンサＣ２は、発電機２の１相電圧により充電さ
れるとともに、前記ＡＮＤ回路１４の出力によっても充
電され、その充電電圧によりスイッチングトランジスタ
１９が導通して、ランプ駆動トランジスタ２０を遮断し
チャージウォーニングランプ９をオフさせる。発電抑制
指令回路２１は、エンジン始動時又は走行中で発電抑制
が必要な場合、例えば発電機２のトルクを減少させて加
速性を向上させる場合に、外部スイッチ２２によりバッ
テリ６の電圧を印加して、コンデンサＣ１を定電圧ツェ
ナーダイオード２４で規定される最大充電電圧まで充電
することにより、励磁トランジスタ１６の最大導通デュ
ーティを抑制する回路である。

【００１０】上記構成の車両用発電装置１の作動を以下
に説明する。エンジン始動前、外部スイッチ２２オフの
ままイグニッションスイッチ８を投入すると、発電機２
の出力電圧は調整電圧以下であり、比較器１２の出力は
（Ｌｏ）信号となる。比較器１３の出力もコンデンサＣ
１の電圧が低いため（Ｌｏ）信号となる。従って、ＡＮ
Ｄ回路１４の出力もまた（Ｌｏ）信号となる。発電機２
の発電は開始されていないためコンデンサＣ２は充電さ
れず、スイッチングトランジスタ１９が遮断されその結
果ランプ駆動トランジスタ２０が導通して、チャージウ
ォーニングランプ９が点灯する。このとき、比較器１２
及び１３の出力が何れも（Ｌｏ）信号で励磁トランジス
タ１６は導通しているため、界磁コイル４を流れる励磁
電流がバッテリ６から放電されていることになる。従っ
て、チャージウォーニングランプ９の点灯により、運転
者に警報及び警報ランプの点灯確認ができる。

【００１１】イグニッションスイッチ８の投入から数秒
後（警報ランプの点灯確認終了後）、又はエンジンのク
ランキング状態の時に、外部スイッチ２２を投入すると
バッテリ電圧が発電抑制指令信号として発電抑制指令端
子２１ａに印加され、コンデンサＣ１が定電圧ツェナー
ダイオード２４で規定される最大充電電圧まで急速に充
電される。このため、図３に示すように比較器１３から
出力される制限デューティ信号が（Ｈｉ）信号となる期
間が増大して、励磁トランジスタ１６が遮断される比率
が多くなる。これにより、界磁コイル４を励磁する励磁
電流を抑制若しくは停止させることができ、バッテリ６
からの放電電流を減少させるとともに、発電機トルクを
減少させエンジンの始動性の向上が可能となる。このと
き発電機２の出力電圧が調整電圧以下であって比較器１
２の出力が（Ｌｏ）信号となり、比較器１３の出力が
（Ｈｉ）信号であるため、ＡＮＤ回路１４の出力が（Ｈ
ｉ）信号となりコンデンサＣ２が充電される。従って、
スイッチングトランジスタ１９が導通しランプ駆動トラ
ンジスタ２０が遮断されチャージウォーニングランプ９
が消灯する。

【００１２】エンジン始動後に外部スイッチ２２が開放
されると、比較器１２の（Ｈｉ）又は（Ｌｏ）信号出力
による抵抗Ｒ５の充放電で定まるコンデンサ電圧まで、
コンデンサＣ１の電圧が徐々に低下していく。この結果
比較器１３の出力である制限デューティ信号が（Ｈｉ）
信号となる期間は、徐々に減少し励磁トランジスタ１６
の導通デューティが徐々に増加して、発電機２の出力電
流及びトルクが徐々に増加する。これに伴って、ＡＮＤ
回路１４の出力が（Ｈｉ）信号となる比率は減少してく
るが、発電機２の１相電圧からの充電電流によりコンデ
ンサＣ２が充電されるため、ランプ駆動トランジスタ２
０の遮断は継続され、チャージウォーニングランプ９は
点灯しない。

【００１３】上記したように、発電機２の出力電流及び
トルクが徐々に増加するため、発電再開時の発電機トル
クの急増によるエンジン回転数の落ち込みを防止でき
る。また、発電機２の出力電圧が調整電圧以上になる
と、比較器１２の出力は（Ｈｉ）信号となり、励磁トラ
ンジスタ１６を遮断するとともにコンデンサＣ１を充電
するため、比較器１３から出力される制限デューティ値
は、励磁トランジスタ１６の導通デューティと近い値と
なり、スイッチ７ａにより電気的負荷が作動した場合で
も、急激な発電機トルクの上昇を抑制することができ
る。

【００１４】（第２実施例）図２に第２実施例を示す。
第２実施例の電圧制御装置３１は前記第１実施例の電圧
制御装置１１に対して、発電機２が発電を開始した後
は、発電抑制指令回路２１による励磁トランジスタ１６
の導通デューティに対する抑制を解除する制限解除回路
３２と、発電抑制指令回路２１の出力に応じて比較器１
２へ入力される発電機２の出力電圧の分圧比を切り替え
る分圧比切替回路３５を設け、さらにＡＮＤ回路１４を
ＯＲ回路４４に置き換えた点で相違する。従って、前記
第１実施例と同一構成部分には同一符号を付して、その
部分の詳細な説明を省略する。

【００１５】制限解除回路３２は、発電機２の１相電圧
出力線３３と発電抑制指令回路２１とを結び、コンデン
サＣ３とトランジスタ３４を並列に介装したものであ
る。トランジスタ３４のコレクタと、発電抑制指令回路
２１に介装されたダイオード２３のアノードとが結線さ
れている。分圧比切替回路３５は、比較器１２の非反転
入力端子とグランドとを結び、抵抗Ｒ６とトランジスタ
３６を直列に介装したものである。トランジスタ３６の
ベースは、ダイオード２３の手前で発電抑制指令回路２
１と結線されている。

【００１６】発電開始後は発電機２の１相電圧によりコ
ンデンサＣ３が充電されるため、トランジスタ３４が導
通してダイオード２３のアノードがグランドに短絡され
る。従って、発電抑制指令回路２１の信号によってはコ
ンデンサＣ１は充電されず、励磁トランジスタ１６の導
通デューティに対する制限が解除される。また、トラン
ジスタ３６のベースと発電抑制指令回路２１とがダイオ
ード２３の手前で結線されているため、このトランジス
タ３６の導通、遮断により、比較器１２に入力され調整
基準電圧と比較される発電機２の出力電圧の分圧比を変
更し、励磁トランジスタ１６が遮断される比率を多くし
て、発電機２の出力電流及びトルクを減少させることが
できる。その結果、発電抑制時にバッテリ６の電圧が異
常低下して、車両搭載の電子機器が誤動作するのを防止
できる。

【００１７】このとき、発電抑制指令回路２１に（Ｈ
ｉ）信号が加わった場合に調整基準電圧値が低下するよ
うに、抵抗Ｒ６を比較器１２の反転入力端子側に接続し
てもよい。しかしこのようにした場合、発電中でかつ使
用している電気的負荷７が少ない状態で、外部スイッチ
２２を投入（例えば加速時等）し発電抑制指令回路２１
に（Ｈｉ）信号を加えると調整基準電圧値が低下する。
このため、バッテリ電圧が調整基準電圧値にまで低下す
る間、比較器１２からの（Ｈｉ）信号により励磁トラン
ジスタ１６を遮断する。比較器１２若しくは比較器１３
の何れか一方の（Ｈｉ）信号によりＯＲ回路４４を通じ
てコンデンサＣ２が充電され、スイッチングトランジス
タ１９が導通しランプ駆動トランジスタ２０が遮断され
チャージウォーニングランプ９が消灯する。

【００１８】電気的負荷７の使用が少ないとバッテリ６
の放電が緩やかに行われるため、励磁電流が無くなっ
て、発電機２の１相出力電圧も無くなる可能性がある。
過渡的に発電が停止するとトランジスタ３４が遮断さ
れ、発電抑制指令回路２１の（Ｈｉ）信号によりコンデ
ンサＣ１が充電されて、発電停止の状態が保持される可
能性がある。従ってこのような場合は、発電機２の１相
電圧が所定電圧以下に低下したら、励磁トランジスタ１
６を導通させて発電能力を高め、１相電圧が異常低下を
生じないようにする必要がある。

【００１９】また図４に示すように、発電抑制指令回路
２１の発電抑制指令端子２１ａにスタータ駆動信号を印
加し、定電圧ツェナーダイオード３７で規定されるコン
デンサＣ１の最大充電電圧（徐励制限デューティの初期
設定電圧）を、基準のこぎり波電圧よりも大きな値にす
ることにより、スタータによるエンジンのクランキング
が終了してエンジンが始動した直後の数秒間の不安定な
間は、発電を完全に停止しその後徐々に発電を立上らせ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の車両用発電機の制御装置１の回路
図である。

【図２】第２実施例の車両用発電機の制御装置１の回路
図である。

【図３】制限デューティ信号を示したタイムチャートで
ある。

【図４】エンジン始動時のタイムチャートである。

【符号の説明】

１...車両用発電機の制御装置 ２...発電機 ４...界磁コイル ８...イグニッションスイッチ ９...チャージウォーニングランプ １１，３１...電圧制御装置 １２，１３...比較器 １４...ＡＮＤ回路 １５...ＮＯＲ回路 １６...励磁トランジスタ １８...定電圧ツェナーダイオード ２０...ランプ駆動トランジスタ ２１...発電抑制指令回路 ２５...徐励制御回路 ３２...制限解除回路 ３５...分圧比切替回路 ４４...０Ｒ回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高瀬 康弘 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−173324（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−77333（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−171879（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−222636（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−38200（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−84400（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−137542（ＪＰ，Ｕ) 特公 平５−64534（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02J 7/14 - 7/24 H02P 9/30

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発電機の界磁コイルに直列接続された励
   磁トランジスタを断続させて、前記発電機の出力電圧が
   調整電圧になるように前記界磁コイルに流れる励磁電流
   を制御する回路と、前記発電機の発電電圧が所定電圧以
   下の場合に、チャージウォーニングランプのオン・オフ
   を制御するランプ駆動用トランジスタを導通させるラン
   プ駆動用制御回路とを備えた車両用発電機の制御装置に
   おいて、 検出される前記発電機の出力電圧が調整電圧以下の場合
   に、前記発電機の外部からの発電抑制指令信号を受け
   て、前記励磁トランジスタの導通デューティを制限デュ
   ーティ値以下に制限するとともに、この制限デューティ
   値を漸増させる徐励制御回路を備え、 前記ランプ駆動用制御回路は、前記励磁トランジスタの
   導通デューティを制限デューティ値以下に制限 している
   場合に、前記ランプ駆動用トランジスタを遮断させるこ
   とを特徴とする車両用発電機の制御装置。
2. 【請求項２】 前記発電抑制指令信号に応じて前記調整
   電圧を変更する回路と、前記発電機の発電電圧が所定値
   を超えた場合に、前記発電抑制指令信号による前記励磁
   トランジスタの導通デューティに対する抑制を解除する
   制限解除回路とを備えたことを特徴とする請求項１記載
   の車両用発電機の制御装置。