JPH0349599A - 車両用交流発電機の制御装置 - Google Patents

車両用交流発電機の制御装置

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JPH0349599A
JPH0349599A JP1180955A JP18095589A JPH0349599A JP H0349599 A JPH0349599 A JP H0349599A JP 1180955 A JP1180955 A JP 1180955A JP 18095589 A JP18095589 A JP 18095589A JP H0349599 A JPH0349599 A JP H0349599A
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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1 この発明は車両用交流発電機の制御装置に関する。
[従来の技術コ 車両用交流発電機の制御装置としては、従来、例えば第
5図に示すような回路構戒のものが知られている。この
第5図の装置の場合、交流発電機(1)は、電機子コイ
ル(101)と界磁コイル(102)を有している。そ
して、この交流発電機(1)には、交流出力電圧を整流
する整流器(2)が接続されている。整流器(2)は、
メイン出力端子(201)と補助出力端子(2 0 2
)と接地端子(203)を有する。また、界磁コイル(
l02)の一端には電圧調整器(3)が接続されている
。この電圧調整器(3)は、電圧検出用の分圧抵抗(3
01).(302)と、ベース側端子かゼナーダイオー
ド(303)を介し上記分圧抵抗(301),(302
)に接続された制御用トランジスタ(304)と、この
トランジスタ(304)によって制御されるパワートラ
ンジンスタ(305)と、抵抗(306),サブレッシ
ョンダイオード(307)とからなっている。
整流器(2)のメイン出力端子(201)には蓄電池(
4)が接続されている。また、界磁コイル(102)の
他端は上記初期励磁用抵抗(6)およびキ↓スイッチ(
5)を介して蓄電池(4)のプラス側端子に接続されて
いる。
蓄電池(4)のプラス側端子には、車両電気負荷(7)
が負荷スイッチ(8)を介して接続されている。
上記従来の装置において、キースイッチ(5)を投入す
ると、初期励磁用抵抗(308)を通して界磁コイル(
102)に初期励磁電流が流れ、まず、他励となる。そ
して、界磁電流が流れ、発電機(1)が駆動されると、
発電が開始され、電機子コイル(101)に交流電圧が
誘起される。
そして、界磁コイル(102)は発電機(1)の補助出
力端子(202)よりの電圧によって励磁され、自助と
なる。
電機子コイル(101)に誘起された交流電圧は、整流
器(2)で整流されて蓄電池(4)に印加され、それに
よって充電が行われる。その際、発電機(1)の出力電
圧が所定値より低い時は、電圧調整器(3)の分圧抵抗
(301).(302)による分圧電圧も低く、ゼナー
ダイオード(303)は不導通で、よって、制御用トラ
ンジスタ(304)は不導通であって、パワートランジ
スタ(3 0 5)は導通し、それにより、界磁コイル
(102)を流れる界磁電流が増加し、発電機(l)の
出力電圧が上昇する。一方、発電機(1)の出力電圧が
所定値より高い時は、分圧抵抗(301),(302)
の分圧電圧も高くてゼナーダイオード(303)は導通
し、したがって、制御用トランジスタ(304)が導通
し、パワートランジスタ(305)は不導通となる。よ
って、界磁電流が減少し、発電機(1)の出力電圧が下
がる。
以上の動作が繰り返され、それによって発電賎(1)の
出力電圧が所定値に調整される。なお、サブレッシタン
ダイオード(307)は、界磁コイル(102)に生じ
るサージを吸収する。
また、この場合、発電機(1)から取り出し得る最大出
力は、第4図に破線(イ)で示すように、発電機回転速
度に依存して、発電機回転速度が50 0 0 rpl
I1あたりより高回転側で飽和するカーブとなり、同図
に二点鎖線(二)で示す車両側総電気負荷量に対する発
電出力の過不足クロスポイントが、約2 5 0 O 
rpm前後にあるよう設定されるのが一般的である。
[発明が解決しようとする課題] 上記従来の装置では、発電が開姶されると界磁コイルは
発電機(1)の出力電圧によって励磁され、すなわち自
助となるため、構造上、発電機最大出力は必然的に第5
図の破線(イ)で示すような発電機回転速度に依存した
カーブとなり、二点鎖線(二)に示す車両側総電気負荷
量とのクロスポイントが上述のように2 5 0 O 
rpmあたりに設定されているため、発電機回転速度が
250Orpmあたりを境にして、高速側と低速側のそ
れぞれの運転頻度がバランスしているか、高速運転頻度
の方が多ければ蓄電池の充放電バランス上問題ないが、
交通停渋滞運転モードのように2500rpm以下での
低速運転頻度が多くなると、発電機出力が不足し、蓄電
池の充電不足に陥りやすくなる。
特に、ヘッドライトを使用する夜間の低速運転時で電気
負荷が多い場合には、蓄電池上がりが生じ、エンジンス
トップを起こすことさえある。
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、車両用交流発電機の低速・過負荷時におけ
る出力不足によって蓄電池の充電不足が生じ、さらには
蓄電池上がりが生ずるのを効率良く防ぐことのできる車
両用交流発電機の制御装置を得ることを目的とする。
[課題を解決するための手段コ この発明に係る車両用交流発電機の制御装置は、少なく
とも交流発電機の出力電圧よりも高い出力電圧を有する
界磁コイル励磁用電源と、交流発電機の回転速度に応じ
て界磁電流断続用の開閉素子の最大導通率を制限する界
磁電流制限器を設けて、低速域では界磁力を弱め、高速
域では界磁力を制限するようにしたものである。
[作用] この発明において、交流発電機の低速域では界磁コイル
励磁用電源による昇圧された励磁電圧が界磁コイルに印
加され、それによって低速域での発電機出力が高められ
る。また、高速域では交流発電機の回転速度に応じて界
磁電流断続用開閉素子の最大導通率が制限され、発電機
出力は必要レベルに抑えられる。
[実施例コ 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(l01)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)は出力端子(201)および接地端子
(2 0 2)を有し、出力端子(201)には蓄電池
(4)が接続されている。そして、電圧検出用の分圧抵
抗(301),(302)と、ベースがゼナーダイオー
ド(303)を介して上記分圧抵抗(301)(3 0
 2)に接続された制御用トランジスタ(304)と、
この制御用トランジスタ(304)によって制御される
パワートランジスタ(3 0 5)と、抵抗(306)
.サブレッシタンダイオード(307)とからなる電圧
調整器(3)が界磁コイル(102)の一端に接続され
ている。界磁コイル(102)の他端は、後述するDC
−DC変換器(10)に接続され、さらに、キースイッ
チ(5)を介して整流器(2)の出力端子に接続されて
いる。また、整流器(2)の出力端子には、車両側電気
負荷(7)が負荷スイッチ(8)を介して接続されてい
る。また、定電圧源(A)を構成する抵抗(901)お
よびゼナーダイオード(902)と、発電機(1)の回
転速度と相関のある1相出力の周波数を電圧量{こ変換
する周波数一電圧変換器(903)と、この変換器(9
03)よりの出力電圧である第1図の(B)点電圧を所
定値にクランブする分圧抵抗(905),(906)と
、ダイオード(907)と、抵抗(904)と、一定周
期で繰り返す三角波状電圧信号を発生する三角波発生器
(908)と、該三角波信号すなわち第1図の(C)点
電圧と上記変換器(903)の出力電圧すなわち(B)
点電圧とを比較出力するコンパレータ(9 0 9)と
からなる、界磁電流制限器(9)が設けられている。こ
の界磁電流制限器(9)の上記コンパレータ(9 0 
9)の出力端は上記パワートランジスタ(3 0 5)
のベースに接続されている。
界磁コイル(102)に接続された上記DCDC変換器
(lO)は、発電機出力電圧を12Vから24Vに昇圧
するものであって、界磁コイル(102)の励磁用電源
となる。
次に上記実施例の動作を説明する。
この実施例において、キースイッチ(5)の投入から発
電開始までの動作および電圧調整の動作については、第
5図に示した従来装置と同一である。ここで、界磁電流
制限器(9)は、三角波発生器(908)の出力する三
角波信号の電圧巾すなわち(C)点電圧巾(Vl−V3
)に対し、第2図に示すように、周波数一電圧変換器(
903)の出力電圧すなわち(B)点電圧を、発電機回
転速度1 5 0 0 rpmにおける(B)点電圧が
vIとなり、同じ< 3 0 0 O rpmにおける
(B)点電圧がV,とV3との中間値であるV,となる
よう設定し、3 0 0 0 rpm以上ではV,にク
ランブする。これにより、コンパレータ(909)によ
り制限されるパワートランジスタ(3 0 5)の最大
導通率は、第3図に示すように、l 5 0 0 rp
mまでは100%、3 0 0 0 rpm以上では5
0%で、1 5 0 0 rpmから3 0 0 O 
rl)mまではl00%から50%にリニャに移行する
ようになる。したがって、パワートランジスタ(305
)により制御される界磁電流によって制限された発電機
最大出力は、第4図に実線(ロ)で示すカーブのものと
なる。同図に一点鎖線(ハ)で示すカーブは、励磁電圧
を単に12Vから24Vにした場合の発電機最大出力で
ある。この場合、発電機最大出力は(イ)で示す従来装
置の場合のほぼ21音となり、低速域についての負荷量
を充分満たすことができるが、高速域においては出力が
必要以上に大きくなり、製品として効率の悪いものとな
る。それに対し、この実施例のものは、実線(ロ)のよ
うに、車両総電気負荷量(二)とのクロスポイントが、
内燃機関のアイドリング回転時の発電機回転数であって
車両総電気負荷量とのクロスポイントとなることが実用
上有り得ない1 5 0 0 rpm以下となり、低速
域での負荷量を充分に満たす出力が得られる。また、高
速域では不必要に出力が上昇しないよう制限される。
[発明の効果] 以上のようにこの発明によれば、界磁コイルの励磁は常
に他励によって行われ、少なくとも交流発電機の出力電
圧よりも高い励磁電圧が界磁コイルに印加されるため、
低速域での発電機の出力不足が解消される。したがって
、蓄電池の充電不足を招くことがなく、蓄電池上がりに
よるエンジンストップの恐れもなくなる。さらに、界磁
電流制限器により、界磁電流断続用の開閉素子の最大導
通率を発電機回転速度に応じて制限するので、高速域で
の不必要な出力上昇を抑え、製品として効率を高めるこ
とができる。よって、全回転速度域において負荷量をカ
バーすることができ、低速,高速の運転モードを特に考
慮する必要がなくなる。
【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図は周波数一電圧変換器出
力電圧の特性図、第3図はそのパワートランジスタ最大
導通率の特性図、第4図はその発電機出力特性図、第5
図は従来の車両用交流発電機の制御装置を示す回路図で
ある。 (1)は交流発電機、(2)は整流器、(3)は電圧調
整器、(301).(302)は分圧抵抗、(3 0 
5)はパワートランジスタ、(4)は蓄電池、(7)は
電気負荷、(9)は界磁電流制限器、(903)は周波
数一電圧変換器、(904)は抵抗、(905),(9
06)は分圧抵抗、(907)はダイオード、(908
)は三角波発生器、(909)はコンパレータ、(IO
)はDC−DC変換器、(A)は定電圧源である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (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、少なくとも上記交流発電機の出力電圧よりも高い出
    力電圧を有する界磁コイル励磁用電源と、上記交流発電
    機の回転速度に応じて界磁電流断続用の上記開閉素子の
    最大導通率を制限する界磁電流制限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。
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