JP3004296B2

JP3004296B2 - 車両用交流発電機の制御装置

Info

Publication number: JP3004296B2
Application number: JP1313853A
Authority: JP
Inventors: 史朗岩谷; 寛典渡辺
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1989-11-30
Filing date: 1989-11-30
Publication date: 2000-01-31
Anticipated expiration: 2015-01-31
Also published as: JPH03173324A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は車両用交流発電機の制御装置に関する。

［従来の技術］車両用交流発電機は、一般にエンジンによりＶベルト
等を介して駆動され、回転エネルギーを電気エネルギー
に換えて出力するものであって、それも、近年では車両
側電気負荷の増大に伴って発電機も大出力のものが要求
されるようになってきている。ところが、発電機の出力
が大きくなると、発電機駆動によるエンジンの負荷トル
クが大きくなる。そのため、特にエンジン始動直後のよ
うに爆発・燃焼の不安定な時期にはエンジン回転が不安
定な状態となりやすい。それに加えて、エンジン始動時
にはスタータモータ起動によって過放電した蓄電池を充
電すべく発電機は最大出力を出力するから、エンジンに
かかる負荷は一層大きくなり、ますますエンジン回転は
不安定状態に陥りやすくなる。このような現象は特に寒
冷時において顕著である。

従来、このような不都合を解決するため、例えば、特
開昭58−66538号公報に開示されているように、エンジ
ン始動直後の不安定な運転状態において、所定時間、界
磁コイルへの通電量を抑制し、エンジン負荷を軽減して
エンジンアイドル回転を安定化させようとしたものが提
案されている。

［考案が解決しようとする課題］上記公報記載の従来の装置は、エンジン始動直後の所
定時間、界磁電流そのものを抑制制御するため、それに
よって発電機出力は抑制されるものの、出力が０（Ａ）
とはならない。したがって、この装置の場合、発電機駆
動による負荷トルクを安全には排除できず、エンジン回
転の安定化は十分に達成されない。

また、一般に、寒冷時においては発電機駆動のＶベル
トとプーリの馴染みが悪く、上記従来装置の場合、この
ような寒冷時においては発電機に駆動トルクが生じると
ベルトスリップ音を発生する場合がある。

また、上記従来装置の場合は、始動後所定時間が経過
した時に界磁電流は急激に増加して通常値に復帰し、発
電機出力も急激に増加し、それに応じてエンジン負荷が
急激に増大するので、この瞬間にベルトスリップ音を発
生し易く、さらには、このような急激な負荷の増大によ
って、エンジン回転の落ち込みが生じ得るという問題も
ある。

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、エンジン始動直後の発電機駆動による負
荷トルクを完全に排除してエンジン回転の安定化を達成
するとともに、寒冷時のベルトスリップ音の発生を防止
し、また、発電機出力が復帰する際のベルトスリップ音
の発生やエンジン回転の落ち込みを防止することを目的
とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る車両交流発電機の制御装置は、内燃機
関の始動直後から所定時間内は上記発電電圧が上記蓄電
地の電圧よりも低くなるように、しかも上記交流発電機
の出力を零になるように界磁電流のデューティを抑制し
て上記開閉素子の導通率を制御すると共に上記所定時間
の経過後は上記デューティを増加して上記導通率を漸増
制御して上記交流発電機の出力を零から100％に至るよ
うにする界磁電流制御器を備えたものである。

〔作用〕

この発明においては、内燃機関の始動直後から所定時
間内は上記交流発電機の出力が上記蓄電地の電圧よりも
低くなるよう上記開閉素子の導通率が制御され、所定時
間の経過後は上記導通率が漸増され、電圧調整器による
本来の制御に移行する。

［実施例］第１図はこの発明による車両用交流発電機の制御装置
の一実施例を示す回路図、第２図はその制御特性図であ
る。

この実施例において、交流発電機（１）は電機子コイ
ル（101）と界磁コイル（102）を有し、これに整流器
（２）が接続されている。整流器（２）はメイン出力端
子（201），補助出力端子（202）および接地端子（20
3）を有する。そして、定電圧源（Ａ）を構成する抵抗
（301）およびゼナーダイオード（302）と、定電圧源
（Ａ）を分圧して基準電圧回路を構成する分圧抵抗（30
3），（304）と、発電機出力電圧を検出する分圧抵抗
（305），（306）と、基準電圧と発電機出力電圧とを比
較出力するコンパレータ（307）と、ベースがこのコン
パレータ（307）の出力端に接続されるとともに抵抗（3
08）を介して定電圧源（Ａ）に接続された制御用トラン
ジスタ（309）と、抵抗（310）を介してベース電流が印
加されるとともに上記制御用トランジスタ（309）によ
って断続制御されるパワートランジスタ（311）と、界
磁コイル（102）に並列に接続され断続サージを吸収す
るサプレッションダイオード（312）とからなる電圧調
整器（３）が設けられている。また、上記発電機出力電
圧を検出する分圧抵抗（305），（306）に接続され発電
機出力の検出によって起動するタイマー（401）と、基
準電圧回路を構成する分圧抵抗（402），（403）と、ダ
イオード（404）と、時定数回路を構成する抵抗（405）
およびコンデンサ（406）と、一定周期の三角波を発生
する三角波発生器（407）と、この三角波発生器（407）
の三角波信号である第１図の（Ｂ）点電圧と時定数回路
信号である（Ｃ）点電圧とを比較出力するコンパレータ
（408）とからなる界磁電流制御器（４）が設けられて
いる。この界磁電流制御器（４）の出力端はパワートラ
ンジスタ（311）のベースに接続される。

整流器（２）のメイン出力端子（201）および補助出
力端子（202）は蓄電池（５）に接続されている。そし
て、界磁コイル（102）は一端がキースイッチ（６）を
介して上記蓄電池（５）に接続されて、その間に初期励
磁抵抗（７）が接続され、他端は上記電圧調整器（３）
に接続されている。また、車両用電気負荷（８）が負荷
スイッチ（９）を介して蓄電池（５）に接続されてい
る。

ここで、上記電圧調整器（３）のコンパレータ（30
7）は蓄電池（５）の充電と負荷（８）への給電のた
め、発電電圧が所定値になるよう基準電圧と発電機出力
電圧とを比較出力する。また、界磁電流制御器（４）の
タイマー（401）は、発電機の発電開始検出後、第２図
に示す所定時間（T₁）の間のみ“High"を出力し、それ
以外は“Low"を出力する。

界磁電流制御器（４）の分圧抵抗（402），（403）に
より決まる（Ｃ）点電圧と三角波信号である（Ｂ）点電
圧との比較出力により制御される発電電圧は、蓄電池電
圧より低くなるよう設定されている。また、（Ｃ）点電
圧は、コンデンサ（406）と抵抗（405）からなる時定数
回路により、第２図（ａ）に破線で示すように所定時間
（T₂）で所定レベル以下に低下するよう設定されてい
る。

次に、上記のように構成されたこの実施例の動作を説
明する。

キースイッチ（６）がONとなった時点では、発電機
（１）はまだ発電を開始していないので、電圧調整器
（３）のコンパレータ（307）は“Low"で、界磁電流制
御器（４）のタイマー（401）は“Low"である。したが
って、このとき界磁電流制御器（４）のコンパレータ
（408）は“High"で、パワートランジスタ（311）は“O
N"となり、初期励磁抵抗（７）を通し界磁コイル（10
2）に初期励磁電流が流れる。そして、エンジンにより
駆動されて発電機（１）が発電を開始すると、タイマー
（401）が“High"となり、時間の計測を開始する。この
タイマー（401）が作動している所定時間（T₁）の間、
（Ｃ）点電圧は分圧抵抗（402），（403）により設定さ
れたレベルにある。

この設定レベルと（Ｂ）点の三角波信号との関係は第
２図（ａ）に示すとおりであって、これらが界磁電流制
御器（４）のコンパレータ（408）で比較され、その比
較出力により第２図（ｂ）に示すようなパワートランジ
スタ（311）の導通波形が得られる。このときパワート
ランジスタ（311）の導通率は最小設定値であって、そ
れによる発電電圧は蓄電池電圧以下とされ、したがっ
て、この所定時間（T₁）の間、第２図（ｃ）に示すよう
に発電機（１）の出力は０である。

次に、所定時間（T₁）が経過してタイマー（401）が
“Low"になると、（Ｃ）点電圧はコンデンサ（406）と
抵抗（405）との時定数回路により設定される所定時間
（T₂）をかけて第２図（ａ）に示すように所定レベルま
で低下する。この間のコンパレータ（408）の比較出力
によるパワートランジスタ（311）の導通波形は第２図
（ｂ）に示すとおりであって、パワートランジスタ（31
1）の導通率が次第に増加し、所定時間（T₂）経過後に
最大値（100％）となる。そして、この所定時間（T₂）
の間に発電機出力は第２図（ｃ）に実線で示すように０
から100％まで漸増し、その後は電圧調整器（３）のコ
ンパレータ（307）の比較出力による本来の制御に移行
する。なお、第２図（ｃ）の破線は従来装置（特開昭58
−66538号公報）の場合を示している。

［発明の効果］以上のようにこの発明によれば、エンジン始動直後、
交流発電機の発電開始後所定時間の間は発電電圧を蓄電
池電圧よりも低くして発電機を出力させないようにでき
るので、発電機駆動による負荷トルクを完全に排除して
エンジンアイドル回転を早期に安定化させることができ
るほか、寒冷時におけるベルトスリップ音の発生を防止
することができる。また、所定時間経過後に開閉素子の
導通率を漸増させるので、エンジン負荷が急激に増加す
ることがなく、したがって、復帰の瞬間のベルトスリッ
プ音の発生やエンジン回転の落ち込みが防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による車両用交流発電機の制御装置の
一実施例を示す回路図、第２図はその制御特性図であ
る。（１）は交流発電機、（102）は界磁コイル、（２）は
整流器、（３）は電圧調整器、（305），（306）は分圧
抵抗、（307）はコンパレータ、（311）はパワートラン
ジスタ、（４）は界磁電流制御器、（401）はタイマ
ー、（402），（403）は分圧抵抗、（405）は抵抗、（4
06）はコンデンサ、（407）は三角波発生器、（408）は
コンパレータ、（５）は蓄電池である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭55−37881（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−95935（ＪＰ，Ａ) 実開昭64−37348（ＪＰ，Ｕ) 実開昭61−165100（ＪＰ，Ｕ) 実開昭58−175000（ＪＰ，Ｕ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】界磁コイルを有する交流発電機と、該交流
発電機の交流出力を整流する整流器と、該整流器の出力
端に接続された蓄電池と、上記界磁コイルに直列に挿入
された開閉素子を有し、上記整流器又は上記蓄電池の端
子電圧を検出して上記開閉素子により界磁電流を断続制
御し上記交流発電機の出力電圧を所定値に調整する電圧
調整器と、内燃機関の始動直後から所定時間内は発電電
圧が上記蓄電池地の電圧よりも低くなるように、しかも
上記交流発電機の出力を零になるように界磁電流のデュ
ーティを抑制して上記開閉素子の導通率を制御すると共
に上記所定時間の経過後は上記デューティを増加して上
記導通率を漸増制御して上記交流発電機の出力を零から
100％に至るようにする界磁電流制御器を備えたことを
特徴とする車両用交流発電機の制御装置。