JP2010093880A

JP2010093880A - 車両用充電発電機およびその制御装置

Info

Publication number: JP2010093880A
Application number: JP2008259177A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Izumi; 満朗泉; Shuichi Kokubu; 修一國分; Masatoshi Masumoto; 正寿桝本
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2008-10-06
Filing date: 2008-10-06
Publication date: 2010-04-22

Abstract

【課題】
より広範囲の周波数のノイズが除去された車両用充電発電機、およびその制御装置を提供する。
【解決手段】
原動機の回転により回転し回転磁界をつくる界磁巻線１３と、界磁巻線１３を受けて電流を発生し整流器を介してバッテリを充電する電機子巻線１１と、バッテリの電圧を調整する電圧制御用ＩＣレギュレータ１４と、を有し、当該電圧制御用ＩＣレギュレータ１４に接続されている各端子とア−スとの間に、互いに共振周波数特性の異なる複数の静電容量２０，２１を並列接続した容量を有する車両用充電発電機およびその制御装置。
【選択図】図１

Description

本発明は車両用充電発電機、およびその制御装置に係る。

従来、高周波ノイズによる車両用充電発電機のＩＣレギュレータの動作不良を防止するものとして、逆回復時間が遅いダイオードを電圧検出端子に直列接続するものが知られている（例えば特許文献１参照）。

特開平１０−８４６４２号公報

従来技術では、ダイオードの特性に依存するごく限定された周波数のみでのノイズ防止効果しか得られないという問題があった。

本発明の目的は、より広範囲の周波数のノイズが除去された車両用充電発電機、およびその制御装置を提供することである。

本発明は、原動機の回転により回転し回転磁界をつくる界磁巻線と、界磁巻線を受けて電流を発生し整流器を介してバッテリを充電する電機子巻線と、バッテリの電圧を調整する電圧調整手段と、を有し、当該電圧調整手段に接続されている各端子とアースとの間に、互いに共振周波数特性の異なる複数の静電容量を並列接続した容量を有する車両用充電発電機およびその制御装置である。

本発明によれば、より広範囲の周波数のノイズが除去された車両用充電発電機、およびその制御装置を提供することができる。

以下、本発明の実施形態を説明する。

本実施形態では、制御回路を１つの半導体素子に実装した１チップ形のＩＣレギュレータを使用した車両用充電発電機の制御装置を例にとって説明する。簡単な構成で、安価でありながら、広い範囲の高周波ノイズを除去し、ＩＣレギュレータの誤動作防止を実現する。

ここでは自動車用充電発電機の制御装置について述べるが、これに限らず、他の用途の充電発電機の制御装置に適用可能である。

以下の実施形態では、例えば、共振周波数の異なるコンデンサを同一端子に２個以上実装する事により、車両から配線を経由して入力される高周波ノイズによるＩＣレギュレータの動作不良を防止する。エンジンの回転により回転し回転磁界をつくる界磁巻線と、前記界磁巻線を受けて電流を発生し整流器を介してバッテリを充電する電機子巻線と、バッテリの電圧を調整する電圧調整手段と、電圧調整手段に接続されている各端子とアース間に共振周波数特性の異なる少なくとも２個以上の静電容量を並列接続する容量を備える。

これにより、共振周波数の異なるコンデンサを同一端子に２個以上実装する事により、車両から配線を経由して入力される高周波ノイズによるＩＣレギュレータの動作不良を効果的に防止する事が出来る。この事より、車両用充電発電機の制御装置として、より安価な制御装置が構成可能となる。

以下、本発明の一実施例をなす車両用充電発電機の制御装置について、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１，図２は、本発明の一実施例をなす自動車用発電機の充電系統を示す制御回路図である。電気子巻線１１，全波整流用ダイオード１２を有する。全波整流用ダイオード１２は、パワーツエナーダイオード１２１，１２２，１２３，１２４，１２５，１２６で構成される。さらに界磁巻線１３、電圧制御用ＩＣレギュレータ１４を備え、制御部，パワー駆動部を１つのＩＣで構成している。この電圧制御用ＩＣレギュレータ１４はパワーＭＯＳトランジスタ１４１とフライホイールダイオード１４２と電圧制御部１４３から構成されている。

この装置は、雑音防止用フィルムコンデンサ１９，電圧制御用ＩＣレギュレータの高周波ノイズによる誤動作防止用積層セラミックコンデンサ２０，２１を有する。

以下、これらの動作を説明する。

界磁巻線１３は、図示しない回転子に装着され、原動機（自動車の場合はエンジン）の回転と同期して回転し回転磁界を発生する。

界磁巻線１３に並列に接続されたフライホイールダイオード１４２はスイッチングノイズを吸収するために接続されている。回転子と空隙を持って対向する固定鉄心（図示せず）に巻装された電機子巻線１１は、界磁巻線１３のつくる回転磁界の大きさに応じて交流波形をもった電圧を出力する。該交流出力は三相全波整流器１２を構成する整流用パワーツエナーダイオード１２１，１２２，１２３，１２４，１２５，１２６で全波整流される。

界磁巻線１３に流れる電流を電圧制御用ＩＣレギュレータ１４で制御する事で、発電機出力電圧を一定電圧に制御する。

電圧制御用ＩＣレギュレータ１４の構成を図２に示す、電圧制御部１４３を有し、電圧制御を行うパワーＭＯＳトランジスタ１４１をコントロールする。

制御された出力は、出力端子“Ｂ”を介してバッテリ１６に供給され、バッテリ１６が充電される。また、同時に、三相全波整流器１２の出力はこの出力端子“Ｂ”から、負荷スイッチ１７を介して、ランプ等の電気負荷１８に供給される。

車両側の制御部であるＥＣＵ部１５は車両の状態を検出し、最適な調整電圧指令値をＣＯＭ端子から電圧制御用ＩＣレギュレータ１４に伝え、調整電圧値が変更される。

電圧制御用ＩＣレギュレータ１４は、パワーＭＯＳトランジスタ１４１をコントロールして、界磁巻線１３への界磁電流通流率を変更する事で、回転磁界の大きさを変更し、その結果、車両側の制御部であるＥＣＵ部１５が指令した調整電圧値に制御される。

本実施例では、Ｂ端子とＥ端子間に雑音防止用フィルムコンデンサ１９と並列に高周波ノイズ除去用積層セラミックコンデンサ２１を電圧制御用ＩＣレギュレータ１４の近傍に実装している。これは、雑音防止用フィルムコンデンサ１９の周波数特性では除去出来ない、高周波ノイズを除去して、電圧制御用ＩＣレギュレータ１４の誤動作を防止する為である。

図３に各コンデンサの周波数特性を示す。フィルムコンデンサの場合、周波数が１ＭＨｚ以上で、インピーダンス増加により、高周波のノイズをアースに逃がす事が出来ない。
そのため、高周波領域でインピーダンスが低い積層セラミックコンデンサをその周波数に見合った静電容量を選択して実装する事で、電圧制御用ＩＣレギュレータ１４を誤動作させる特定の高周波帯域を除去可能となる。

本実施例では、積層セラミックコンデンサ２１として、温度補償用を採用した。

なお、高周波のノイズ除去をより有効とする為に、積層セラミックコンデンサ２１を実装する場所は、図４に示す様に電圧制御用ＩＣレギュレータ１４の各端子に最も近い位置で溶接にて固定されている。

図４は、本発明の一実施例をなす構成部品の実装構造を示す。電圧制御用ＩＣレギュレータ１４と電圧制御用ＩＣレギュレータ１４を冷却するための放熱板５０と図示していないが界磁巻線１３に電流を供給するためのスリップリングに接触するブラシ部と車両側の制御部であるＥＣＵ部１５から信号を入力するＣＯＭ端子および、雑音防止用フィルムコンデンサ１９も一体で成形されている樹脂モールド５１から構成される。

図５は、本発明の他の実施例をなす自動車用発電機の充電系統を示す制御回路図を示す。この例では、有害な高周波のノイズの周波数が２箇所生じた場合のコンデンサの接続を示しており、コンデンサ２２、２３が追加された回路である。

本発明の一実施例をなす自動車用発電機の充電系統を示す制御回路図。本発明の一実施例をなす自動車用発電機の充電系統を示す制御回路図。図１の各コンデンサの周波数特性を示す。本発明の一実施例をなす構成部品の実装構造を示す。本発明の他の実施例をなす自動車用発電機の充電系統を示す制御回路図。

符号の説明

１１電気子巻線
１３界磁巻線
１４電圧制御用ＩＣレギュレータ
１９雑音防止用フィルムコンデンサ
２０，２１積層セラミックコンデンサ
１４１パワーＭＯＳトランジスタ
１４２フライホイールダイオード
１４３電圧制御部

Claims

原動機の回転により回転し回転磁界をつくる界磁巻線と、前記界磁巻線を受けて電流を発生し整流器を介してバッテリを充電する電機子巻線と、前記バッテリの電圧を調整する電圧調整手段と、を有する車両用充電発電機であって、
前記電圧調整手段は、当該電圧調整手段に接続されている各端子とアースとの間に、互いに共振周波数特性の異なる複数の静電容量を並列接続した容量を有する車両用充電発電機。
請求項１記載の車両用充電発電機であって、
前記共振周波数特性の異なる少なくとも２個以上の静電容量は、バッテリとアース間に接続されている車両用充電発電機。
請求項１記載の車両用充電発電機であって、
前記共振周波数特性の異なる少なくとも２個以上の静電容量は、車両からのコントロールユニットから出される指令を受ける端子とアースとの間に接続されている車両用充電発電機。
請求項１の車両用充電発電機であって、
前記共振周波数特性の異なる少なくとも２個以上の静電容量は、フィルムコンデンサ，積層セラミックコンデンサ，アルミ電解コンデンサ、又はタンタルコンデンサのうち、互いに異なるコンデンサの組合せである車両用充電発電機。
原動機の回転により回転し回転磁界をつくる界磁巻線と、前記界磁巻線を受けて電流を発生し整流器を介してバッテリを充電する電機子巻線と、を有する車両用充電発電機を制御する制御装置であって、
電圧調整手段に接続されている各端子とアースとの間に、互いに共振周波数特性の異なる複数の静電容量を並列接続した容量を有する車両用充電発電機の制御装置。
請求項５記載の車両用充電発電機の制御装置であって、
前記共振周波数特性の異なる少なくとも２個以上の静電容量は、バッテリとアース間に接続されている車両用充電発電機の制御装置。
請求項５記載の車両用充電発電機の制御装置であって、
前記共振周波数特性の異なる少なくとも２個以上の静電容量は、車両からのコントロールユニットから出される指令を受ける端子とアースとの間に接続されている車両用充電発電機の制御装置。
請求項５の車両用充電発電機の制御装置であって、
前記共振周波数特性の異なる少なくとも２個以上の静電容量は、フィルムコンデンサ，積層セラミックコンデンサ，アルミ電解コンデンサ、又はタンタルコンデンサのうち、互いに異なるコンデンサの組合せである車両用充電発電機の制御装置。