JPS61293124A - 充電発電機の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は充電発電機の制御方法に係り、特に自動車等に
使用するに好適な充電発電機の制御方法に関する。

〔発明の背景〕

自動車等の充電発電機に於ては、蓄電池の充電電圧が所
定の範囲に入るように制御してその過充電を防止すると
いう制御が行われる。更に、近年ではマイクロコンピュ
ータを用いて、急速な加減速時の燃費の節約及び加速性
の向上をはかる試みが行われている。これらは、パルス
状の界磁電流を与え、そのパルスの時間幅を運転状況に
よって可変とするものである（特開昭５７−２２３３８
号、実開昭５８−６４３号参照）。一方、車両用充電発
電機においては、電子材料誌１９７９年５月号６５頁に
記載されているように、全負荷遮断時に大きなケージ電
圧が発生することが知られている。しかし上記公知側で
は、マイクロコンピュータによる信号処理に時間遅れが
さけられないので、大きなエネルギーのサージが発生し
た時に充電発電機の界磁電流をオンオフするパワートラ
ンジスタが導通状態のままである可能性が有り、このパ
ワートランジスタが破壊する場合があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、パルス巾制御によって充電発電機を制
御する場合に、高エネルギーのサージが印加されてもパ
ワートランジスタ等の電力素子が破壊されることのない
充電発電機の制御方法を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、制御対象である蓄電池電圧の時間平均値を算
出してこれを所定の値とする他に、蓄電池の瞬時電圧を
検出する検出手段を設け、これによって大きな瞬時電圧
が検出された時には強制的に界磁電流をオフとするよう
にしたことを特徴とするものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。第１
図は機関（図示せず）により駆動される発電機を含む充
電系統の回路図を示す。同図に於て、発電機２０の電機
子巻線１には、界磁巻線２により磁束が供給され、電機
子巻線１の交流出力は三相全波整流器３により直流に変
換される。蓄電池４は三相全波整流器３に接続され充電
されるとともに、外部の負荷（図示せず）にキースイッ
チ４５を介して電流を供給する。電圧調整装置６は定電
圧ダイオード６１、抵抗器６２，６３ａ。

６３ｂ、６４ａ、６４ｂ、６８、比較器６５、パワート
ランジスタ６６、フライホイル・ダイオード６７により
構成される。一方、制御装置７は中央演算装置７１、同
期信号発生用水晶振動子７２、並列入力レジスタ７３、
アナログ・ディジタル変換器７４、出力レジスタ７５、
トランジスタ７６により構成される。この制御装置７へ
、点火系のパルス信号８（機関の回転数に応じた周波数
が得られる）、機関のスロットル（図示せず）の全開ス
イッチ信号９、制動灯信号１０、及び蓄電池の周囲温度
１１が入力される。

上記構成において、キースイッチ５を投入すると、蓄電
池４からキースイッチ５、抵抗器６８を通ってパワート
ランジスタ６６にベース電流が流れ、トランジスタ゛６
６が導通して蓄電池４から界磁巻線２、パワートランジ
スタ６６を通って励磁電流が流れる。次に発電機が回転
を開始すると電機子巻線１に電圧が発生し、三相全波整
流器３を介して蓄電池４が充電される。

キースイッチ５が投入された時点で、制御装置７は作動
を開始し、蓄電池４の電圧及び入力信号８〜１１に応じ
トランジスタ７６の最適オンデユーテイ−を逐次計算し
、蓄電池４の電圧を制御する。また電圧調整装置６中の
定電圧ダイオード６１に一定電圧が発生し、比較器６５
が駆動されている。発電機が発電を開始した状態で、発
電電圧ないし蓄電池４の電圧が制限袋ｗ７内に設定され
た設定電圧より低い場合は、トランジスタ７６の通流率
を低くシ、その結果パワートランジスタ６６の通流率が
高くなり、界磁電流は付勢される。

そして、界磁電流の増加とともに発電電圧も上昇し、蓄
電池４の電圧が高くなる。発電電圧ないし蓄電池４の電
圧が上記設定電圧より高くなると、トランジスタ７６の
通流率を高くし、その結果パワートランジスタ６６の通
流率が低くなり、界磁電流は減衰する。そして、界磁電
流の減少とともに発電電圧が降下し、蓄電池４の電圧が
低くなる。

以上の動作を繰り返し、蓄電池４の電圧は一定値に制御
される。

上述した通常の電圧＃御状態においては比較器６５の反
転入力端子の電圧は定電圧ダイオード６１の電圧を分圧
して得られる非反転入力端子の電圧より常に低く、比較
器６５の出力は高レベルとなっており、トランジスタ６
６はトランジスタ７６が導通しないときはいつも導通状
態にある。

この状態では制御装置７は更に、トランジスタ６６の最
適オンデユーテイ−を計算するが、その手法は例えば以
下による。

点火系のパルス信号８のパルス周期を内部クロツクによ
りカウントし、周期の時間的な変化により機関の加減状
態を計算する。一定の検出レベルにより急加速を検出し
た時、または機関のスロットル全開スイッチ信号９を検
出した時にはトランジスタ７６の還流率を高くし、界磁
電流及び電機子電流を減少させる。その結果、発電機の
機械的ム駆動トルクが低減され、機関の加速性能が向上
する。一方、点火系のパルス信号８の周期の変化により
機関の減速状態を検出した時、または制動灯信号１０を
検出した時にはトランジスタ７６の通流率を低くし、界
磁電流及び電機子電流を増加させる。その結果、蓄電池
４の充電電流も増大し、発電機の機械的な駆動トルクが
大きくなり、機関の制動性能が向上する。自動車等の車
両においては、機関の回転速度が運転状況により刻々と
変化するので、上述の制御を行なうことで、車両の制動
時に摩擦熱として消失するエネルギーを蓄電池に回生じ
て、加速時の機関エネルギーとして使用することができ
、エネルギーの有効活用が計れる。

以上は従来方法による制御動作であるが、次に高速回転
時に蓄電池４及び電気負荷（図示せず）が遮断された場
合には、前述のごとく電機子巻線１に高電圧が発生する
。本発明ではこれに対処するために電圧調整装置６が設
けられている。即ち、電機子巻線１に高電圧が発生する
と、抵抗器６３ａ。

６３ｂの分圧点の電圧が高くなって比較器６５の反転入
力の方が非反転入力よりも大きくなり、その出力が低レ
ベルになる。このためパワートランジスタ６６はベース
電流が供給されず、強制的に遮断され、このトランジス
タ６６に大電流が流れて破壊することは防止される。そ
して、界磁巻線２に流れる界磁電流はフライホイル・ダ
イオード６７を通って減衰し、発電機の出力電圧が徐々
に低下する。そして、一定電圧以下に低下すると、比較
器６５の出力が高レベルになり、通常のデユーティ−制
御状態へ戻る。また、発電機の端子Ｃがはずれたり、ト
ランジスタ７６が開放状態で破壊した場合は、従来技術
では発電電圧が制御不能であった。しかし本実施例では
電圧調整回路６の設置により１発電機の出力電圧の上下
に応じて比較器６５出力が高、低レベルと変化してパワ
ートランジスタ６６を制御するから、過電圧の発生を防
止することができる。

〔発明の効果〕

以上の実施例から明らかなように、本発明によれば、計
算装置を用いてパルス巾制御を行なう発電制御装置にお
いて、高エネルギーのサージが印加されても電力素子が
破壊されることのない制御方法を提供することができる
ので、充電系統の信頼性が向上する効果がある。特に近
年は車両の機関、走行制御等に電子機器が多く搭載され
る傾向にあり、本発明により電力供給系統の異常を未然
に防ぐことができるので、車両全体の信頼性が高まる効
果がある。更に発電機の端子はずれ等に対しても保護機
能があるため、信頼性を一層高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す充電系統の回路図であ
る。 １・・・電機子巻線、２・・・界磁巻線、６・・・電圧
調整装置、７・・・制御装置、６１・・・ツェナーダイ
オード、６５・・・比較器、６６・・・パワートランジ
スタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、機関の運転状態及び発電電圧をとり込んで計算手段
   により処理し、その結果に応じて機関により駆動される
   充電発電機の界磁電流をスイッチング手段を介してオン
   オフ制御するようにした充電発電機の制御方法に於て、
   上記発電電圧が予め設定された所定値をこえた時にこれ
   を直接検出して検出信号を出力する電圧検出手段を設け
   、該電圧検出手段の検出信号により上記スイッチング手
   段を強制的にオフとするようにしたことを特徴とする充
   電発電機の制御方法。 ２、前記スイッチング手段及び、前記電圧検出手段を充
   電発電機に内蔵せしめ、前記スイッチング手段を介して
   オンオフ制御するための制御装置を充電発電機の外部に
   配置したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   充電発電機の制御方法。 ３、前記電圧検出手段は、前記発電電圧とツェナーダイ
   オードにより設定された前記所定値とを比較器により比
   較して前記検出信号を得るようにしたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の充電発電機の制御方法。