JP4507111B2 - 車両用発電機の制御システム - Google Patents
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Description
また、電圧制御装置により制御電圧を任意に調整可能に構成しているものの、電圧制御装置内に外部入力信号を判定するための回路を設ける必要があり、電圧制御装置の構成が非常に複雑となり、やはりコストアップを招くという課題があった。
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態1について説明する。
図1において、発電機(オルタネータ)10は、電圧制御装置1と、電圧発生部2とにより構成されている。
電圧制御装置1には、発電機制御装置駆動端子IGおよび外部電圧センシング端子Sが設けられており、発電機制御装置駆動端子IGには、キースイッチ3を介してバッテリ4の出力端子が接続され、外部電圧センシング端子Sには、外部制御ユニット5を介してバッテリ4の出力端子が接続されている。
発電機10内の電圧発生部2は、バッテリ4の出力端子とパワートランジスタ101のコレクタ端子との間に接続されたロータ側の界磁コイル201と、ステータ側の3相巻線202と、3相巻線202からの各発電電圧を全波整流する整流回路203とを備えている。整流回路203の出力端子は、バッテリ4の出力端子に接続されている。
以下、図1に示した電圧制御装置1の基本的な動作について説明する。
車両の始動時において、キースイッチ3が閉じられる(ONされる)と、バッテリ4から抵抗器104を介してパワートランジスタ101にベース電流が供給され、パワートランジスタ101が導通状態となり、界磁コイル201に界磁電流が流れて、発電機10は発電可能な状態となる。
さらに、定電圧電源V1に基づいて、コンパレータ105に対する基準電圧Vrefが生成される。
エンジンの始動により発電機10が発電を開始すると、電圧制御装置1は、外部電圧センシング端子Sからの入力電圧(バッテリ電圧VBに対応)を検出し、分圧抵抗器106、107を介してコンパレータ105に入力する。
これにより、トランジスタ103が導通して、パワートランジスタ101が遮断されるので、界磁コイル201に流れる界磁電流が減少して、発電機10からの発電電圧が低下する。
これにより、トランジスタ103が遮断され、パワートランジスタ101が導通するので、界磁電流が増加して発電機10の発電電圧が上昇する。
以上のように、電圧制御装置1により、発電機10の発電電圧は、基準電圧Vrefにしたがって適正電圧に調整される。
図2は外部制御ユニット5の具体的な構成例を示している。
図2において、外部制御ユニット5は、バッテリ4に接続された入力端子5aと、外部電圧センシング端子Sに接続された出力端子5bと、接地されたグランド端子5cと、車両の運転状態を検出する運転状態検出部501と、運転状態に応じて可変設定されたデューティ信号を生成するデューティ信号発生部502と、デューティ信号を所定電圧に変換するデューティ−電圧変換回路503と、入力端子5aと出力端子5bとの間のラインLに接続された電流ミラー回路50と、ラインLに挿入された抵抗器507とを備えている。
一方のトランジスタ505は、抵抗器504とグランド端子5cとの間に挿入され、他方のトランジスタ506は、ラインLとグランド端子5cとの間に挿入されており、各トランジスタ505、506のベース端子は、互いに接続されるとともに、抵抗器504に接続されている。
運転状態に応じてデューティ信号発生回路502から出力されたデューティ信号は、デューティ−電圧変換回路503により所定電圧V2に変換される。
このとき、ラインL内の抵抗器507によって消費される電流によって、外部制御ユニット5の入力端子5aと出力端子5bとの間に、電圧偏差ΔVに相当する電圧降下が発生する。
この電圧降下により、バッテリ電圧VBは、電圧制御装置1の調整電圧である外部電圧センシング端子Sでの電圧よりも電圧偏差ΔVだけ高い電圧値となって調整される。
図3において、横軸は外部制御ユニット5内のデューティ信号(0%〜100%)、縦軸は変換後の所定電圧V2およびバッテリ電圧VB(電圧偏差ΔV)であり、それぞれの関係を示している。
また、このとき、車両用の発電機10の電圧制御装置1内に複雑な回路を追加する必要もなく、従来と同様の電圧制御装置1に組み合せることが可能となり、高精度に制御可能な発電制御システムを安価且つ容易に構成することができる。
Claims (5)
- 車載のバッテリに接続された発電機の発電電圧を所定電圧に調整するための電圧制御装置を備え、
前記電圧制御装置は、前記発電機の外部電圧を検出する外部電圧センシング端子を有し、前記外部電圧に応じて前記発電機の界磁電流を断続制御することにより前記発電電圧を調整する車両用発電機の制御システムにおいて、
前記外部電圧センシング端子と前記バッテリとの間に電圧降下を発生させる外部制御ユニットを挿入したことを特徴とする車両用発電機の制御システム。 - 前記外部制御ユニットは、
車両の運転状態を検出する運転状態検出部を含み、
前記運転状態に応じて前記電圧降下を可変設定することを特徴とする請求項1に記載の車両用発電機の制御システム。 - 前記外部制御ユニットは、
前記バッテリに接続された入力端子と、
前記外部電圧センシング端子に接続された出力端子と、
デューティ信号を生成するデューティ信号発生部と、
前記デューティ信号を所定電圧に変換するデューティ−電圧変換回路と、
前記入力端子と前記出力端子との間のラインから前記所定電圧に基づく定電流を吸い込む電流ミラー回路と
を含むことを特徴とする請求項2に記載の車両用発電機の制御システム。 - 前記デューティ信号発生部は、前記運転状態に応じて前記デューティ信号を可変設定することを特徴とする請求項3に記載の車両用発電機の制御システム。
- 前記定電流は、前記デューティ信号に比例した値に設定され、
前記電圧降下は、前記定電流に対応していることを特徴とする請求項3または請求項4に記載の車両用発電機の制御システム。
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