JPS6223398A - 車両用発電機の制御装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、車両用発電機の制御装置に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

第８図は従来の制御装置を示す一実施例であり、図にお
いて、（１）は図示しない機関Ｅこより駆動され４発電
機であり、電機子コイル（１ｏ　ｔ）、界磁コイル（１
０２）で構成されている。（２）は上記発電機の交流出
力を全波整流する整流器であり、出力端（２０１）　（
２０２）（２０８）を有しており、（２０１）はメイン
出力を出力する出力端であり、（２０２）は上記界磁コ
イル（１０２）の励磁と後述する電圧調整器（３）の電
圧検出用の出力端であり、（２ｏ　ａ）は接地用の出力
端である。（３）は発電機（１）の出力電圧を所定値に
調整する電圧調整器であり後述する各部品より構成され
ている。（１３０１）　（８０２）は整流器（２）の出
力＠（２０２）の出力電圧を分圧する分圧抵抗、（＋０
８）は上記分圧抵抗（８０１）　（８０２）の分圧電位
を検出し、所定値以上になると付勢されるゼメーダイオ
ード、（８０４）はゼメーダイオード（ａＯａ）が付勢
されると導通するトランジスタであり、後述するトラン
ジスタω０５）を断続制御する。（ｓ　０５）は発電機
（１）の界磁コイル（１０のを断続制御するトランジス
タ、（ａ　０６）はトランジスタ（８０５）のベース抵
抗、（ｔｏ　７）は発電機（１）の界磁コイル（１０２
）に並列接続され界磁コイルの断続サージを吸収するダ
イオードである。（４）は車両に装着されたバッテリ、
（５）は車両の各種電気負前、（６）はキースイッチ、
（７）は発電機（１）の界磁コイル（１００を初期励磁
用の抵抗である。第４図は従来装置による発電機の全負
荷時の出力電流と駆動トルクを表わす特性カーブであり
、破線は冷時を実線は熱時を表わしている。

次に動作について説明する。図示しない機関の始動Ｃζ
際してキースイッチ（６）が閉じられると、バッチ１月
４）よりキースイッチ（６）、初期励磁抵抗（７）を介
して、発電機（１）の界磁コイル（１０２）　ｌζ初期
励磁電流が流れ発電機（１）は発電可能な状態となる。

次に機関が始動されると発電機（１）が発電を開始し電
圧調整器（３）は、整流器（２）の出力端（２０２）の
出力電圧を受けその出力電圧が分圧抵抗（ａ　０１）　
（ａ　Ｏ２）とゼメーダーｆオード（８０８）によって
あらかじめ設定された所定値を越えるとゼメーダイオー
ド（８０Ｂ’）が付勢されトランジスタ（８００が導通
する。又上記出力電圧が所定値以下になると、ゼメーダ
イオード（ａ　Ｏａ）が不導通と４Ｃす、トランジスタ
（８０４）が不導通となる。このトランジスタ（ａ　ｏ
　４）の断続によりトランジスタ（８０５）が断続制御
され、発電機（１）の界磁コイル（１０２）を断続して
発電機の出力電圧を所定値Ｃζ調整している。この様１
ζ電圧調整器（３）は、発電機がいかなる状態にあって
も上記力作を繰り返し、発電機は上記調整された出力電
圧で整流器（２）の出力端（２ｏ　ｔ）より車両のバッ
テリ＋４１、各種電気負荷（５）１ζ屯力供給をしてい
る。

以上の様に制御されている従来装置の発電（１の冷・熱
時での出力電流と駆動トルクの特性カーブは第４図とな
る。つまり出力電流は発電機が発〕聞始直後の冷時をピ
ークとして発電機の自己発熱、雰囲気温間の上昇に伴っ
て徐々に低下し熱時のカーブとなる。又発電機の公称出
力は、隔時持性により決定されており冷時特性は、熱時
特性保証のための余裕度にしかすぎず、理想特性として
は、冷時と熱時の特性が一致するのが最良である。

−５発電機の駆動トルク１ζついては、出力電流の低下
に伴って冷時をピークとして徐々に低下し熱時のカーブ
となる。この発電機の駆動トルクが、車両の機関への負
荷として働いている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来装置は以上のように動作しているため、上記説明で
も明らかなように、冷時駆動トルクと熱時駆動トルクの
差が機関への余分な負荷として釦き、持に機関が始！１
！ｌ直後においては機関の発生トルクが不安定であり、
発電機の冷時駆動トルクも大きな値となるため、駆動ト
ルクの影春度が高く機関の回転にスムーズさを欠き不安
定となると共に機関の燃料消費量も多く、なる。さら〔
ζ極低温においては上記影響度はさらに高くなるなどの
問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たものであり、発電機の公称出力を損うことなく、発電
機の冷時駆動トルクが抑制できる車両用発電機の制御装
ｄを得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る車両用発電機の制御装置は、温度検出風
ζこより宛Ｗｔ機の温度を検出し、この温度検出器の出
力に応じて可変導通率発振器により界磁電流を補正制限
したものである。

〔作用〕

この発明Ｃζおける可変導通率発振器は、温度検出器の
出力に応じて、発電機の温度上昇に伴って発電機の界磁
電流を補正制限し、発電機の出力電流を遂次抑制して、
発電機の駆動トルクを抑制するものである。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、電圧調整器（３）のＡ１は電源、（８０８
）はトランジスタ（８０４）のベース抵抗、（８０９）
　（８１０）は逆流防止ダイオード、（８）は可変導通
率発振器であり後述する各部品より構成されている、（
８０１）（ＳＯのはインバータ、（ＳＯＳ）はコンデン
サ、（８ｏ０は温度上昇と共に抵抗値が低下するサーミ
スタであり、後述する温度検出素子ｕＯと共に、発電機
内部の発熱部又は発電機に装着された電圧調整器（３）
、可変導通率発振器（８）、後述する温度検出器（９）
を含めた制御装置に装着され発電機の温度を検出してい
る。

（ｓ　０５）　（ｓ　０６）は抵抗でありコンデンサ（
ｓ　０８）と微分回路を構成している、（８０７）　（
８０８）は逆流防止ダイオード、（ｓ　０９）はインバ
ータ（８０ωの入力保護用抵抗、（ｓ　１０）は逆流防
止ダイオードである。（９）は温度検出器であり後述す
る各部品より構成されている。

Ａ２は電源、（９０１＞はコンパレータ、（９０２）　
（９ｏ　ａ）は直列接続されその接続点がコンパレータ
（９０１）の（→入力に接続され、Ａ２の電源電圧を分
圧することにより、コンパレータ（９０１）の基準電圧
とする分圧用抵抗、（９０相は一端を電源Ａ２に接続さ
れ他端を後述する温度検出素子ｑ■とコンパレータ（９
０１）の（ト）入力に接続された温度検出素子；１（１
のバイアス用の抵抗である。

ｕｔ’ｎは温度検出素子であり、本実施例ではダイオー
ドの順方向１圧の負の温度係数を利用している。

第２図は本発明による発電機の全負荷時の出力電流と駆
動トルクを表わす特性カーブであり、破線は冷時を実線
は熱時のカーブを表わし、一点鎖線は発電機が冷時から
熱時に移行しようとする半熱時での出力電流を表わす。

次に動作について説明する。可変導通率発振器（８）は
インバータによる公知の非安定マルチバイブレータを利
用したものであり、その動作を電圧調整器（３）のゼメ
ーダイオード（ａ　ＯＳ）が不導通であり、温度検出器
（９）のコンパレータ（９０１）の出力が′Ｈ“レベル
にあるとして説明する。まずインバータ（８０１）の出
力がゝＨ“レベルにあるとするとインバータ（８０２）
の出力は１Ｌルベルであり、コンデンサ（８０Ｂ’）は
、インバータ（８０１）の出力端、コンデンサ（８０８
）、逆流防止ダイオード（ｓ　Ｏ７）、サーミスタ（８
０む、抵抗（８０５）、インバータ（ａ　０２）の出力
端と微分回路が構成され、ａ点電位つまりインバータ（
８０）の入力電位が徐々に低下し、ついにはインバータ
（ｓ　Ｏ２）の入力が′Ｌルベル検出電位となりインバ
ータ（ｓ　Ｏ２）は′Ｈルベルを出力し、インバータ（
８０１）は′Ｌルベルを出力する、出力が反転するとコ
ンデンサ（８０８）は、インバータ（８０２）の出力端
、抵抗（ｓ　Ｏ６）、逆流防止ダイオード（８０８）、
コンデンサ（８０８）、インバータ（ｓ　ｏ　１）の出
力端と初期とは逆方向の微分回路が構成され、逆転と同
時にａ点電位をさらに下げインバータ（８０２）の入力
′Ｌルベルを確実なものとし動作を安定させる。次に上
記微分回路によってａ点電位が徐々に上昇しついには、
インバータ（８０２）の入力が１Ｈ″レベル検出検出色
なりインバータ（８０のは’Ｌ“レベルを出力し、イン
バータ（８０１）は′Ｈ″レベルを出力１／て初期の状
態に戻る、インバータ（ｓ　０１）が初期の状態（ζ反
転すると同時にコンデンサ（Ｓ　Ｏａ）の微分回路が初
期の回路へと反点し結果ａ点電位がさらに上昇してイン
バータ（ｓ　０２）の入力１Ｈ″レベルを確実なものと
し動作を安定させる。

上記説明で明らかなように、インバータ（ｓｏｌ）の出
力ゞＨ“レベルの時間は、コンデンサ（Ｓ　Ｏａ）とサ
ーミスタ（８０４）と抵抗（ｓ　Ｏ５）の充電時定数で
決定され、′Ｌ″レベルの時間は、コンデンサ（８０Ｂ
）と抵抗（８０６）の充電時定数で決定されゞＨ“、”
ＩＬＬ“の時間は異なった値となり、冷時においては１
周期に対する１Ｈ“レベルの比率つまり、導通率をある
一定値としており、さらに発電機の温度上昇に伴ってサ
ーミスタ（８０４）の抵抗値が減少するため、′Ｈ″レ
ベルの時間が徐々に短縮され、導通率が徐々に減少する
ように動作し、キースイッチ（６）閉成と同時に上記動
作を操り返している。

次（ζ可変導通率発振器（８）と電圧調整器（３）の動
作を温度検出器（９）の出力が′Ｈ′ルベルにあるとじ
て説明する。

まず電圧調整器（３）のゼメーダイオード（８０８）が
不導通として、可変導通率発振器（８）の出力、つまり
インバータ（Ｓ　Ｏ１）の出力が１Ｈルベルにある時は
、トランジスタ（８０４）は電源Ａ１からベース抵抗（
ａ　ＯＳ）、逆流防止ダイオード（１３１０’）を介し
てベース電流が供給され導通状態となる。次に可変導通
率発振器（８）の出力が１Ｌルベルとなると、ベース抵
抗（８０８）は逆流防止ダイオード（ｓ　１０）を介し
てインバータ（８０１）の出力端に接地され、トランジ
スタ（８０４）は不導通となる。上記のように可変導通
率発振器（８）の出力によってトランジスタ（８０４）
が発Ｓｌ＠（１１の出力電圧に関係なく強制的に断続制
御される。つまり′Ａ重電機１）の界磁コイル（１０２
）が断続され界磁電流が強制的（ζ制限される。一方発
電機の出力は界磁コイル１ζよる界磁起磁力によって決
定されるため、界磁電流を制限すると発電機の出力が制
限されることになり、発電機が冷時状態において第２図
の出力電流カーブに示すように、冷時出力逸流を熱時出
力電流並に抑制することができる。しかしながら発電機
が発電を開始し自己発熱又は雰囲気温度の上昇に併−ノ
て光電機の温度が上昇すると界磁コイル（１０２）のコ
イル抵抗が温度と共に高くなり、界磁電流が減少し結果
第２図の出力電流の半熱時のカーブで示すように初期値
から徐々ｉζ低下しはじめる。しかし上記で説明した可
変導通率発振器（８１においては、発電機の温度上昇に
伴って出力′Ｈ″レベルの時間を徐々Ｅこ短縮し、電圧
調整器（３）のトランジスタ（８０◇の導通時間つまり
トランジスタ（ａ　Ｏ５）の不導通時間が短縮されるた
め、界磁コイル（１０２）の導通率が高くなり、界磁コ
イル（１０２）に印加される平均電圧が上昇し界磁電流
の低下が抑制され、結果発も機の出力電流の低下が抑制
され補正するようＥこ動作する。

又、発電機の制限された出力１こ対して車両の電気負荷
がさらに小さい場合は、発電機は発電能力に余裕があり
出力電圧が上昇し電圧調整器（３）は所定の調整電圧を
越えるとゼメーダイオード（８０８）が導通し、可変導
通率発振器＋８１の出力が′Ｌ″レベルの時にトランジ
スタ（ａ　ｏ　４）を導通させ発電機（１）の出力電圧
を所定値に調整する。次１ζ温度検出器（９）と温度検
出素子（１■の動作を説明する。まず温度検出素子口■
は、先にも述べたようにダイオードの順方向電圧の負の
温度係数を利用し微少の順方向電流を流すことＣζより
発生する順方向電圧を出力するものである。つまり低温
時においては出力電圧が高く、高温時においては出力電
圧が低くなる特性を利用している。温度検出器（９）は
コンパレータを用いた上記温度検出素子σ■のレベル検
出器であり、その動作は電源Ａ２の電圧を抵抗（９０２
）　、　（９０８）で分圧した分圧９位を基準電圧とし
て、上記温度検出素子Ｇαの出力電圧を比較している。

つまり温度検出素子（１■が低温であって出力電圧が基
準電圧よりも高い、つまり発電機（１）が冷時である時
はコンパレータ（９０１）は′Ｈ“レベルを出力し、逆
に高温であ−って出力電圧が基準電圧よりも低い、つま
り発電機（１）が熱時であるときはコンパレータ（９０
１）はゝＬルベルを出力するように構成されている。コ
ンパレータ（９０１）の出力が１Ｈ“レベルにある時は
、電圧調整器（３）のベース抵抗（Ｓ　ＯＳ）と逆流防
止ダイオード（ｓ　１０）の接続点の電位を上昇させ、
トランジスタ（８０滲の断続はゼメーダイオード（ａ　
Ｏａ）と可変導通率発振器（８）の発振に依存し、％［
、／Ｆレベルにある時は電圧調整器（３）のベース抵抗
（ａ　ＯＳ＞と逆流防止ダイオード（８１０）接続点の
退位を下げ、トランジスタ（ａ　０４）の断続はゼナー
ダイオード（８０８）のみに依存し従来の電圧調整器と
同様の動作となる。以上の説明で明らかなように、発１
機が熱時状態に至るまでの冷時、半熱待状態においては
、発電機の出力電流が遂次抽圧されて抑制されるため、
発電機の公称出力である熱時出力を適正に保証しつつ第
２図の特性カーブｉｃ示すように、冷時駆動トルクを抑
制することができる。

なお、上記実施例では発電４の冷時出力電流、つまり冷
時駆動トルクを抑制して熱時に一致させていたが、これ
に限るものではなく、たとえば熱時を下まわる値又は冷
時と熱時の間の値に設定してもよい。又上記実施例では
第１図に具体構成例を示したが、必ずしもこれに限るも
のではなく、同様の効果が得られるものであれば手段を
選ばない。

〔発明の効果〕

以上のようζζ、この発明によれば発電機が一定温度以
下である時をと、発電機の温度上昇Ｃζ伴って界磁電流
を補正制限したので、発電機の冷時出力電流を抑制し、
冷時駆動トルクが抑制でき、光電機の実効出力を損うこ
となく機関への負荷を軽減できるので、ζ１関の回転が
安定すると共に機関の燃料消費量をも節約できるという
勝れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による制御装置を示す回路
図、第２図はこの発明による発電機の特性カーブ、第８
図は従来の制御装置を示す回路図、第４図は従来の制御
装置による発電機の特性カーブである。図において、（
１）は発電機、（３）は電圧調整器、（８）は可変導通
率発振器、（９）は温度検出器、ｕｏは温度検出素子で
ある。なお、図中同一符号は同一、又は相当部分を示す
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 車両に装着された発電機の界磁電流を制御することによ
   り、上記発電機の出力電圧を調整する制御装置において
   、上記発電機の温度を検出する温度検出器と、上記発電
   機の温度上昇に併つて上記発電機の界磁電流を制限する
   可変導通率発振器を有し、上記温度検出器の出力に応じ
   て、上記可変導通率発振器により上記界磁電流を補正制
   限するようにしたことを特徴とする車両用発電機の制御
   装置。