JP3519005B2 - アイドリングストップアンドスタート車両用交流発電機の制御装置 - Google Patents

アイドリングストップアンドスタート車両用交流発電機の制御装置

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JP3519005B2
JP3519005B2 JP37341298A JP37341298A JP3519005B2 JP 3519005 B2 JP3519005 B2 JP 3519005B2 JP 37341298 A JP37341298 A JP 37341298A JP 37341298 A JP37341298 A JP 37341298A JP 3519005 B2 JP3519005 B2 JP 3519005B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、エンジンを自動
的に停止・再始動させるアイドリングストップアンドス
タート(ISS)システムを採用するISS車両用交流
発電機の制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、市街地走行の多い路線バスにお
いては、信号待ちや渋滞時の停止、バス停留所での停止
等で、アイドリング運転の状態で停止している時間は、
全走行時間の40%以上にも達することがある。このア
イドリング運転時の停止期間中には、燃料を消費してい
ると同時に、大気を汚染し、またバス特有のアイドリン
グ時の振動、騒音により、乗客は常に不快感を感じるこ
とになる。
【0003】そこで、自動車が交差点で停車した時や他
の所定の条件下において、エンジンを自動的に停止し、
通常の発進操作で自動的にエンジンを始動する、アイド
リングストップアンドスタート(ISS)システムを採
用する車が近年増えてきている。
【0004】エンジンを停止する方法としては、一般
に、完全燃焼させる考え方から燃料カットを優先する方
法が採られている。そして、エンジン(アイドリング)
を停止する度に、補機であるメータ、ランプなどのパネ
ル表示を消灯する(イグニッション系電源を一括してO
FFする)と、安全性の面で好ましくなく、さらにエン
ジンの停止・始動の回数が多いので、表示パネルの点滅
回数が多大となり、耐久信頼性の面で好ましくない。そ
こで、エンジン停止時は、補機類をオンしたままで、燃
料カットのみを行う方法が採られていた。
【0005】図2は従来の車両用交流発電機を示す概略
構成図である。図2において、交流発電機1は、三相交
流を発生するステータコイル2、磁場を形成するフィー
ルドコイル3、三相全波整流を行うトリオダイオード
4、出力電圧を制御するICレギュレータ5等の他、エ
ンジンの出力軸に駆動されるロータ(図示せず)や冷却
ファン(図示せず)等から構成されている。さらに、交
流発電機1には、発電電流を取り出すB端子6、フィー
ルドコイル3に界磁電流を供給するためのL端子7、バ
ッテリ8の端子電圧をICレギュレータ5に供給するた
めのR端子9が設けられている。バッテリ8のプラス端
子は、交流発電機1のB端子6に直に接続されていると
ともに、キースイッチ11を介してL端子7とR端子9
とに接続されている。また、チャージランプ12がL端
子7とキースイッチ11との間に接続されている。
【0006】ここで、交流発電機1の動作についてIC
レギュレータの動作を中心に説明する。キースイッチ1
1を閉じると、L端子7およびR端子9からフィールド
コイル3に電流(微小電流300mA)が流れ、ロータ
を励磁する。エンジンが始動して交流発電機1回転が
あがると、ステータコイル2の発生電圧は急上昇する。
そして、パワートランジスタ13のベース電流は交流発
電機自身から供給される(トリオダイオード4→フィー
ルドコイル3→ベース電流)。交流発電機1の発生電圧
が高くなり、a点の電圧がゼナーダイオードDzのゼナ
ー電圧より高くなると、ゼナーダイオードDzは導通
し、トランジスタTr1のベース電流となってトランジ
スタTr1はONとなる。このため、パワートランジス
タ13への電流はトランジスタTr1に短絡され、ベー
ス電流が流れなくなり、パワートランジスタ13はOF
Fとなる。パワートランジスタ13がOFFとなると、
フィールドコイル3に電流が流れなくなり、交流発電機
1の発生電圧は下がる。発生電圧が下がり、a点の電圧
がゼナー電圧以下になると、ゼナーダイオードDzは導
通しなくなり、トランジスタTr1はOFFとなる。再
び、パワートランジスタ13にベース電流が流れ、パワ
ートランジスタ13がONとなり、フィールドコイル3
に電流が流れて発生電圧が高くなる。このパワートラン
ジスタ13のON/OFFの繰り返しをレギュレータ5
のスイッチング特性といい、0〜Max300Hzの回
転で行い、交流発電機1の発生電圧を一定に保ってい
る。調整電圧は12V系で14.4V、24V系で2
8.5Vに設定している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】アイドリングストップ
アンドスタートシステムを採用したISS車両におい
て、エンジン停止時は、補機類をオンしたままで、燃料
カットのみを行う方法を採ると、エンジン停止中に交流
発電機1が連続通電状態となり、ICレギュレータ5が
過電流で破損してしまうとともに、バッテリ8上がりを
発生してしまうという課題があった。
【0008】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、エンジン停止中の交流発電機へ
の励磁電流の流れ込みを阻止し、ICレギュレータの破
損やバッテリ上がりを防止できるISS車両用交流発電
機の制御装置を得ることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明に係るアイドリ
ングストップアンドスタート車両用交流発電機の制御装
置は、バッテリと、このバッテリによりキースイッチを
介して通電される交流発電機のフィールドコイルと、こ
のフィールドコイルへの通電を制御する半導体開閉素子
と、この半導体開閉素子の通電回路に設けられ、エンジ
ンの回転数に応じて開閉が制御される開閉手段と、充電
系統の異常を知らせるチャージランプとを備え、アイド
ルストップでエンジンが停止したときに上記チャージラ
ンプを点灯しないように構成されているものである。
【0010】また、上記開閉手段が上記キースイッチと
上記半導体開閉素子との間に設けられているものであ
る。
【0011】また、上記開閉手段は、エンジン回転数が
400rpmより小さくなったときに開成されるように
制御されるものである。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
について説明する。 実施の形態1. 図1はこの発明の実施の形態1に係るISS車両の交流
発電機制御装置を示す概略構成図である。図1におい
て、交流発電機1は、三相交流を発生するステータコイ
2、磁場を形成するフィールドコイル3、三相全波整
流を行うトリオダイオード4、出力電圧を制御するIC
レギュレータ5等の他、エンジンの出力軸に駆動される
ロータ(図示せず)や冷却ファン(図示せず)等から構
成されている。さらに、交流発電機1には、発電電流を
取り出すB端子6、フィールドコイル3に界磁電流を供
給するためのL端子7、バッテリ8の端子電圧をICレ
ギュレータ5に供給するためのR端子9が設けられてい
る。
【0013】バッテリ8のプラス端子は、交流発電機1
のB端子6に直に接続されているとともに、キースイッ
チ11および開閉手段としてのリレー14を介してL端
子7とR端子9とに接続されている。非発電時に点灯し
て運転者に充電系統の異常を知らせるチャージランプ1
2がL端子7とリレー14との間に接続されている。エ
ンジン制御ユニット(ECU)15は、車室内に設置さ
れ、図示しない入出力装置、記憶装置、中央演算処理回
路、タイマカウンタ等を内蔵しており、エンジン回転数
Ne等の種々の運転情報に基づいて、点火プラグや燃料
噴射弁等の他、リレー14等の駆動制御も行う。
【0014】つぎに、ISS車両の交流発電機制御装置
の動作について説明する。キースイッチ11を閉じる
と、L端子7およびR端子9からフィールドコイル3に
電流(微小電流300mA)が流れ、ロータを励磁す
る。そこで、運転者がイグニッションキー(図示せず)
を操作することによりスタータスイッチ(図示せず)が
ONとなり、エンジンが始動される。そして、エンジン
が始動して交流発電機1の回転があがると、ステータコ
イル2の発生電圧は急上昇する。そして、半導体開閉素
子としてのパワートランジスタ13のベース電流は交流
発電機自身から供給される(トリオダイオード4→フィ
ールドコイル3→ベース電流)。交流発電機1の発生電
圧が高くなり、a点の電圧がゼナーダイオードDzのゼ
ナー電圧より高くなると、ゼナーダイオードDzは導通
し、トランジスタTr1のベース電流となってトランジ
スタTr1はONとなる。このため、パワートランジス
タ13への電流はトランジスタTr1に短絡され、ベー
ス電流が流れなくなり、パワートランジスタ13はOF
Fとなる。パワートランジスタ13がOFFとなると、
フィールドコイル3に電流が流れなくなり、交流発電機
1の発生電圧は下がる。発生電圧が下がり、a点の電圧
がゼナー電圧以下になると、ゼナーダイオードDzは導
通しなくなり、トランジスタTr1はOFFとなる。再
び、パワートランジスタ13にベース電流が流れ、パワ
ートランジスタ13がONとなり、フィールドコイル3
に電流が流れて発生電圧が高くなる。このように、パワ
ートランジスタ13のON/OFFが繰り返し行われ、
交流発電機1の発生電圧が一定に保たれる。
【0015】ECU15は、エンジン回転数センサ(図
示せず)の出力からエンジン回転数Neをモニターして
おり、Ne<400rpmの時、エンジンが停止したと
判断する。ここで、ISS車両が交差点で停車し、所定
時間経過後燃料カットされ、エンジンが自動的に停止す
る。そして、燃料カット後、エンジン回転数Neが減少
し、400rpmより小さくなると、ECU15はエン
ジンが停止したと判断し、リレー14をOFFとする。
そこで、バッテリ8からフィールドコイル3への界磁電
流の流れ込みが阻止される。また、運転者が発進操作で
エンジンを始動し、エンジン回転数Neが増加し、40
0rpmを越えた時点で、ECU15はエンジンの再起
動を判断し、リレー14をONとする。そこで、バッテ
リ8からフィールドコイル3に界磁電流が流れ込み、ロ
ータが励磁される。そして、交流発電機の回転があがる
と、スタータコイル2の発生電圧が急上昇し、バッテリ
8の充電が行われる。
【0016】このように、この実施の形態1によれば、
パワートランジスタ13の通電回路にリレー14が設け
られ、エンジン回転数Neが所定回転数になるとリレー
14が開成されてフィールドコイル3への界磁電流の流
れ込みが阻止されるので、エンジン停止時に、補機類が
オンしたままでも、ICレギュレータ5への通電がな
く、ICレギュレータ5の熱破壊を防止することができ
るとともに、エンジン停止時におけるフィールドコイル
3への電流流れ込みに起因するバッテリ上がりを解消す
ることができる。そこで、エンジン停止時は、補機類を
オンしたままで、燃料カットのみを行う運転方法を採用
することができ、表示パネルが点灯状態を保ち、安全性
を確保することができるとともに、表示パネルの耐久信
頼性を向上させることができる。
【0017】また、リレー14がパワートランジスタ1
3とキースイッチ11との間に設けられているので、リ
レー14を外付けでき、交流発電機1の仕様を変更する
ことなく制御装置を構成することができる。また、エン
ジン回転数Neが400rpmより小さくなった時にリ
レー14が開成されるように開閉制御されているので、
エンジンが完全に停止するまえにフィールドコイル3へ
の電流流れ込みが阻止され、その分バッテリ上がりを回
避することができる。
【0018】なお、上記実施の形態1では、リレー14
がパワートランジスタ13とキースイッチ11との間に
設けるものとしているが、リレー14はパワートランジ
スタ13とアースとの間に設けてもよく、フィールドコ
イル3とキースイッチ11との間に設けてもよく、ある
いは、フィールドコイル3とパワートランジスタ13と
の間に設けてもよい。
【0019】
【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るので、以下に記載されるような効果を奏する。
【0020】この発明によれば、バッテリと、このバッ
テリによりキースイッチを介して通電される交流発電機
のフィールドコイルと、このフィールドコイルへの通電
を制御する半導体開閉素子と、この半導体開閉素子の通
電回路に設けられ、エンジンの回転数に応じて開閉が制
御される開閉手段とを備えたので、エンジン停止時のフ
ィールドコイルへの電流の流れ込みが阻止され、レギュ
レータの熱破壊を防止できるとともに、バッテリ上がり
を解消できる。これにより、エンジン停止時に、補機類
をオンしたままで、燃料カットのみを行う運転方法を採
用することができ、表示パネルの点灯状態が確保され、
安全性を確保することができるとともに、表示パネルの
耐久信頼性を向上させることができる。
【0021】また、上記開閉手段が上記キースイッチと
上記半導体開閉素子との間に設けられているので、開閉
手段の外付けが可能となり、交流発電機の仕様を変更す
ることなく適用することができる。
【0022】また、上記開閉手段は、エンジン回転数が
400rpmより小さくなったときに開成されるように
制御されるので、バッテリ上がりをさらに回避すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1に係るアイドリング
ストップアンドスタート車両用交流発電機の制御装置を
示す概略構成図である。
【図2】 従来の交流発電機を示す概略構成図である。
【符号の説明】
1 交流発電機、3 フィールドコイル、8 バッテ
リ、11 キースイッチ、13 パワートランジスタ
(半導体開閉素子)、14 リレー(開閉手段)。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バッテリと、このバッテリによりキース
    イッチを介して通電される交流発電機のフィールドコイ
    ルと、このフィールドコイルへの通電を制御する半導体
    開閉素子と、この半導体開閉素子の通電回路に設けら
    れ、エンジンの回転数に応じて開閉が制御される開閉手
    段と、充電系統の異常を知らせるチャージランプとを備
    、アイドルストップでエンジンが停止したときに上記
    チャージランプを点灯しないように構成されていること
    を特徴とするアイドリングストップアンドスタート車両
    用交流発電機の制御装置。
  2. 【請求項2】 上記開閉手段が上記キースイッチと上記
    半導体開閉素子との間に設けられていることを特徴とす
    る請求項1記載のアイドリングストップアンドスタート
    車両用交流発電機の制御装置。
  3. 【請求項3】 上記開閉手段は、エンジン回転数が40
    0rpmより小さくなったときに開成されるように制御
    されることを特徴とする請求項1又は請求項2記載のア
    イドリングストップアンドスタート車両用交流発電機の
    制御装置。
JP37341298A 1998-12-28 1998-12-28 アイドリングストップアンドスタート車両用交流発電機の制御装置 Expired - Lifetime JP3519005B2 (ja)

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JP4085317B2 (ja) * 2002-10-17 2008-05-14 株式会社デンソー アイドルストップシステム
JP6565983B2 (ja) 2016-09-12 2019-08-28 株式会社デンソー 回転電機の制御装置
WO2018047866A1 (ja) * 2016-09-12 2018-03-15 株式会社デンソー 回転電機の制御装置
CN113497575B (zh) * 2020-04-01 2024-01-23 西门子股份公司 确定供电系统中发电机状态的方法、装置和供电系统

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