JP2007053897A - オルタネータ−レギュレータ充電装置及び集積回路 - Google Patents

Abstract

【課題】 種々の動作モードに使用可能な一連の機能が組み込まれた集積回路を提供する。
【解決手段】 オルタネータ−レギュレータ充電装置内のオルタネータを制御する集積回路が提供される。集積回路は、コア制御機能を実行する第１の回路と、スタンドアローンモード、第１の回路が外部の回路により制御される遠隔制御モード、または、スタンドアローンモードと遠隔制御モードとの組み合わせモードのうちの１つの動作モードを選択するマスク選択回路を有する第２の回路と、オルタネータのロータを制御する出力ドライバを有する第３の回路とを備えている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、オルタネータ−レギュレータ充電装置に関し、特に、レギュレータの動作モードを設定可能なオルタネータ−レギュレータ充電装置に関する。

自動車のオルタネータ−レギュレータには、特定の用途のために固有のいくつかの条件及び機能が組み込まれている。マイクプロセッサの設計は、高価であるため、また、より大きな柔軟性が求められているため、自動車のオルタネータ−レギュレータのアーキテクチャでは、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）が用いられている。

集積回路のコストを下げ、かつその複雑化を避けるために、通常、ＡＳＩＣの特定の機能は、設計上では組み込まれていない。そのため、自動車の充電装置に用いられる個別のＩＣ設計の開発に問題が生じる。充電装置では、スタンドアローンモード及び遠隔制御モード、または、これら２つのモードの組み合わせモードに対応した１つのＩＣの代わりに、それらのモードが別個になっっているＩＣが用いられる。遠隔制御モードのオルタネータ−レギュレータは、別個のモジュール、例えば、パワートレイン制御モジュール（ＰＣＭ）により制御される。

従来、スタンドアローンモードまたは遠隔制御モードで別個に動作するオルタネータ−レギュレータ充電装置が用いられており、２つのモードの機能を１つのＩＣに組み込んだり組み合わせたりすることはできない。そのため、各モード及び関連する素子を、別個に開発及び改良しなければならず、かつ、製造コストが大となる。

本発明の目的は、スタンドアローンモード、遠隔制御モード、及びそれらの組み合わせモードに適用可能な一連の機能を有するオルタネータ−レギュレータ充電装置、及びそれに用いられる集積回路を提供することにある。

本発明により、オルタネータ−レギュレータ充電装置内のオルタネータを制御する集積回路が提供される。集積回路は、コア制御機能を実行する第１の回路と、スタンドアローンモード及び第１の回路が外部の回路により制御される遠隔制御モード、または、スタンドアローンモードと遠隔制御モードとの組み合わせモードのうちの１つの動作モードを選択するマスク選択回路を有する第２の回路と、オルタネータのロータを制御する出力ドライバを有する第３の回路とを備えている。

設定可能なモードで動作するオルタネータ−レギュレータ充電装置も、本発明において開示してある。

本発明の他の特徴及び利点は、図面を用いて行う詳細な説明から明らかになると思う。

本発明によれば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）の一連の機能が設定される。本発明は、スタンドアローンモード、遠隔制御モード、及びそれらの組み合わせモードで動作する自動車のオルタネータ−レギュレータ充電装置に用いることができるモノリシックＡＳＩＣに、一連の機能を組み込むことを提案している。

ＡＳＩＣのコアアーキテクチャでは、特定のインタフェースピンが共有され、必要な冗長性を提供するように設定されるとともに、余計な入力/出力接続部を省くことにより、ＩＣのコストが制限される。

図１は、本発明によるオルタネータ−レギュレータ充電装置用のモノリシックＡＳＩＣで構成された電圧レギュレータ１０を示している。電圧レギュレータ１０は、レギュレータ制御回路と、入力信号及び出力信号を入出力する複数のピンとを備えている。

電圧レギュレータ１０は、コア制御機能を実行するレギュレータ制御回路２０を備えている。レギュレータ制御回路２０には、ピン２２からバッテリ電圧検出信号と、ピン２４からオルタネータのステータの相電圧検出信号とが入力される。

また、電圧レギュレータ１０は、マスク選択処理を実行するマスク選択回路１２を備えている。電圧レギュレータ１０が、スタンドアローンモードのオルタネータ−レギュレータ充電装置に用いられる場合、マスク選択回路１２には、自動車のイグニッションスイッチから、ピン１６を介して、イグニッション/アクチベーション信号が入力される。

一方、電圧レギュレータ１０が、遠隔制御モードのオルタネータ−レギュレータ充電装置に用いられている場合、マスク選択回路１２は、ピン１４へフィードバック信号を出力し、ピン１８を介して遠隔制御信号が入力される。遠隔制御モードのオルタネータ−レギュレータ充電装置では、遠隔制御インタフェースは、ＰＣＭと電圧レギュレータ１０との非同期通信を確立する２本のＰＷＭラインインタフェース（シャーシ接地された２本の線）を備えている。他の機能は、０ｍＶ/℃温度補償及びＺ曲線モードのための選択的な遠隔制御入力コマンドである。

スタンドアローンモードでは、ピン１６と電圧レギュレータ１０とは、イグニッションラインにより接続されている。また、他の機能は、−１０ｍＶ/℃温度補償、Ｚ曲線モードにおける温度補償、及び充電故障インジケータ５２を駆動するランプドライバ４６である。

また、電圧レギュレータ１０は、レギュレータ出力ドライバがオフされた時に、ロータを流れる電流のためのフライバックダイオード２６を備えている。フライバックダイオード２６のカソードは、オルタネータ電圧検出信号が供給されるピン２８に接続されている。さらに、電圧レギュレータ１０は、レギュレータ出力ドライバを含む出力ドライバ回路３０を備えている。

レギュレータ出力ドライバがＦＥＴの場合、ドレイン及びソースは、フライバックダイオード２６のアノードとアース３４との間に接続される。レギュレータ出力ドライバのゲートは、レギュレータ制御回路２０により制御され、レギュレータ出力ドライバは、ピン３２を介してオルタネータのロータを制御する。

図２は、スタンドアローンモードのオルタネータ−レギュレータ充電装置８を示している。オルタネータ−レギュレータ充電装置８は、モノリシックＡＳＩＣで構成された電圧レギュレータ１０、オルタネータ４０、バッテリ４４、イグニッションスイッチ５０、ランプのような充電故障インジケータ５２、及び車両の電気的負荷５４を備えている。オルタネータ４０は、ロータ４１、３相のステータ４２、及び６個のダイオードで構成された３相全波整流回路４８を備えている。

オルタネータ４０の３相全波整流回路４８のカソードは、バッテリ４４に接続されており、そのアノードは、接地されている。また、オルタネータ４０は、電圧レギュレータ１０に接続されており、ロータ４１は、ピン２８及びピン３２を介してフライバックダイオード２６と並列接続されており、ステータ４２は、相電圧検出信号を供給するために、ピン２４に接続されている。

また、電圧レギュレータ１０は、充電故障インジケータ５２を駆動するランプドライバ４６を備えている。スイッチ５６は、スタンドアローンモードの場合でも、充電装置の状態を示すフィードバック信号を、ピン１４を介して、ＰＣＭへ選択的に出力する。

図３は、遠隔制御モードのオルタネータ−レギュレータ充電装置６を示している。図２の場合と同様に、オルタネータ−レギュレータ充電装置６は、モノリシックＡＳＩＣで構成された電圧レギュレータ１０、オルタネータ４０、バッテリ４４、及び車両の電気的負荷５４を備えており、かつレギュレータ制御回路２０からピン１４を介してフィードバック信号が入力されるパワートレイン制御モジュール５８を備えている。パワートレイン制御モジュール５８は、電圧レギュレータ１０を制御するために、ＰＷＭを介して、ピン１８に遠隔制御信号を出力する。

図２の場合と同様に、オルタネータ４０は、ロータ４１、３相のステータ４２、及び６つのダイオードにより構成された３相全波整流回路４８を備えている。オルタネータ４０の３相全波整流回路４８のカソードは、バッテリ４４に接続され、そのアノードは、接地されている。また、オルタネータ４０は、電圧レギュレータ１０に接続されており、ロータ４１は、ピン２８、３２を介してフライバックダイオード２６と並列接続されており、ステータ４２は、相電圧検出信号を供給するために、ピン２４に接続されている。

遠隔制御モードのオルタネータ−レギュレータ充電装置６は、充電故障インジケータを備えていないので、図２に示すランプドライバ４６を備えていない。パワートレイン制御モジュール５８は、充電装置の作動に関するフィードバック信号が、ピン１４を介して入力されるとともに、電圧レギュレータ１０を制御する遠隔制御信号をピン１８へ出力する。

図２に示すスタンドアローンモードにおける、また図３に示す遠隔制御モードのオルタネータ−レギュレータ充電装置は、次のような共通の機能を有している。
１．設定可能なフィードバックピン。
２．装置固有の自己励磁。
３．スタンドアローン/故障モード動作のための装置固有のデフォルト制御。
４．設定可能な負荷の制御。
５．設定可能な負荷レスポンスの制御。
６．設定可能な故障の検出
７．過電圧及び短絡回路に対する保護。
８．オルタネータの相電圧の検出。
９．任意のバッテリの電圧検出。

図４は、スタンドアローンモードと遠隔制御モードとの組み合わせモードのオルタネータ−レギュレータ充電装置を示している。図２及び図３に示した素子と同じ素子には、同一符号を付してある。

図２の場合と同様に、オルタネータ−レギュレータ充電装置は、モノリシックＡＳＩＣで構成された電圧レギュレータ１０、オルタネータ４０、バッテリ４４及び車両の電気的負荷５４を備えており、かつレギュレータ制御回路２０からピン１４を介してフィードバック信号が入力されるパワートレイン制御モジュール５８を備えている。パワートレイン制御モジュール５８は、電圧レギュレータ１０を制御するために、ＰＷＭを介して、ピン１８に遠隔制御信号を出力する。

オルタネータ４０は、ロータ４１、３相のステータ４２、及び６個のダイオードで構成された３相全波整流回路４８を備えている。オルタネータ４０の３相全波整流回路４８のカソードは、バッテリ４４に接続されており、そのアノードは、接地されている。また、オルタネータ４０は、電圧レギュレータ１０に接続されており、ロータ４１は、ピン２８及びピン３２を介してフライバックダイオード２６と並列接続されており、ステータ４２は、相電圧検出信号を供給するために、ピン２４に接続されている。

オルタネータ−レギュレータ充電装置は、イグニッションスイッチ５０、充電故障インジケータ５２及びランプドライバ４６を備えている。また、充電装置の動作に関するフィードバック信号が、スイッチ５６を介して入力されるとともに、電圧レギュレータ１０を制御するために、ピン１８へ遠隔制御信号を出力するパワートレイン制御モジュール５８を備えている。

表１は、単一のモノリシックＡＳＩＣで実現可能な３つの機能の一例を示している。

以上、特定の実施例を用いて本発明を説明したが、当業者には、多くの変形、変更及び用途があることが分かると思う。すなわち、本発明は、上述した特定の実施例に限定されるものではない。

本発明の１つの実施例によるＡＳＩＣオルタネータ−レギュレータ充電装置のアーキテクチャを示すブロック図である。 本発明の１つの実施例によるスタンドアローンモードのオルタネータ−レギュレータ充電装置の回路図である。 本発明の１つの実施例による遠隔制御モードのオルタネータ−レギュレータ充電装置の回路図である。 スタンドアローンモードと遠隔制御モードとを組み合わせたモードのオルタネータ−レギュレータ充電装置の回路図である。

符号の説明

６、８ オルタネータ−レギュレータ充電装置
１０ モノリシックＡＳＩＣ電圧レギュレータ
１２ マスク選択回路
１４、１６、１８、２２、２４、２８、３２ ピン
２０ レギュレータ制御回路
２６ フライバックダイオード
３０ 出力ドライバ回路
３４ アース
４０ オルタネータ
４１ ロータ
４２ ステータ
４４ バッテリ
４６ ランプドライバ
４８ 整流回路
５０ イグニッションスイッチ
５２ 充電故障インジケータ
５４ 電気的負荷
５６ スイッチ
５８ パワートレイン制御モジュール

Claims (18)

1. オルタネータ−レギュレータ充電装置のオルタネータを制御する集積回路であって、
   コア制御機能を実行する第１の回路と、
   スタンドアローンモード、第１の回路が外部の回路により制御される遠隔制御モード、または、スタンドアローンモードと遠隔制御モードとの組み合わせモードのうちの１つの動作モードを選択するマスク選択回路を有する第２の回路と、
   オルタネータのロータを制御する出力ドライバを有する第３の回路とを備える集積回路。
2. 集積回路は、設定可能なピンの１つから選択される、装置固有の自己励磁機能、スタンドアローン/故障モード動作のための装置固有のデフォルト制御機能、設定可能な負荷制御機能、設定可能な負荷レスポンス制御機能、設定可能な故障検出機能、過電圧及び短絡回路に対する保護機能、装置の電圧検出機能、またはバッテリ電圧検出機能のうちの１つを実行できるようになっている、請求項１記載の集積回路。
3. スタンドアローンモード、遠隔制御モード、またはそれらの組み合わせモードとして用いることができる集積回路に好適な機能を組み込んでなる、請求項２記載の集積回路。
4. バッテリ電圧検出信号及び相電圧検出信号を、コア制御機能を実行する第１の回路へ入力するようにした、請求項１記載の集積回路。
5. 前記集積回路に設けられた遠隔制御部は、集積回路と非同期的な通信を確立する２本のＰＷＭラインインタフェースを備えている、請求項１記載の集積回路。
6. 充電故障インジケータを駆動するランプドライバをさらに備えている、請求項１記載の集積回路。
7. コア制御機能を実行する第１の回路と、
   スタンドアローンモード、第１の回路が遠隔制御部により制御される遠隔制御モード、または、スタンドアローンモードと遠隔制御モードとの組み合わせモードのうちの１つの動作モードを選択するマスク選択回路を有する第２の回路と、
   オルタネータのロータを制御する出力ドライバを有する第３の回路と、
   出力ドライバに接続されて制御されるロータと、バッテリ及び負荷に接続されたステータとを有するオルタネータとが設けられた集積回路を備えるオルタネータ−レギュレータ充電装置。
8. オルタネータは、ロータ、３相のステータ、整流回路を備え、ステータの各相を、２つのダイオードからなる整流回路の各ダイオードブリッジに接続するようにした、請求項７記載のオルタネータ−レギュレータ充電装置。
9. オルタネータの整流回路のカソードを、バッテリ及び負荷に接続し、アノードを、接地してある、請求項８記載のオルタネータ−レギュレータ充電装置。
10. フライバックダイオードと並列接続されたオルタネータのロータを、出力ドライバによる制御のために、集積回路に接続し、ステータを、相電圧検出信号が供給される集積回路のピンに接続した、請求項９記載のオルタネータ−レギュレータ充電装置。
11. コア制御機能を実行する回路に、バッテリ電圧検出信号及び相電圧検出信号を入力するようにした、請求項７記載のオルタネータ−レギュレータ充電装置。
12. 前記集積回路に接続されたイグニッションスイッチ及び充電故障インジケータをさらに備えている、請求項７記載のオルタネータ−レギュレータ充電装置。
13. 前記集積回路に設けられた遠隔制御部は、集積回路と非同期的な通信を確立する２本のＰＷＭラインインタフェースを備えている、請求項７記載のオルタネータ−レギュレータ充電装置。
14. 前記遠隔制御部は、集積回路からフィードバック信号が入力され、オルタネータを制御するために、集積回路へ遠隔制御信号を出力するパワートレイン制御モジュールである、請求項７記載のオルタネータ−レギュレータ充電装置。
15. 集積回路は、充電故障インジケータを駆動するランプドライバをさらに備えている、請求項１２記載のオルタネータ−レギュレータ充電装置。
16. 集積回路からフィードバック信号が入力されるとともに、遠隔制御信号を出力するパワートレイン制御モジュールをさらに備えている、請求項１２記載のオルタネータ−レギュレータ充電装置。
17. 集積回路は、設定可能なピンの１つから選択される、装置固有の自己励磁機能、スタンドアローン/故障モード動作のための装置固有のデフォルト制御機能、設定可能な負荷制御機能、設定可能な負荷レスポンス制御機能、設定可能な故障検出機能、過電圧及び短絡回路に対する保護機能、装置の電圧検出機能、または任意のバッテリ電圧検出機能のうちの１つを実行できるようになっている、請求項１４記載のオルタネータ−レギュレータ充電装置。
18. 集積回路の選択的な機能が設定され、スタンドアローンモード、遠隔制御モード、またはそれらの組み合わせモードで動作する自動車の充電装置に用いられる集積回路に、前記機能を組み込んである、請求項１７記載のオルタネータ−レギュレータ充電装置。

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