JPH0365028A

JPH0365028A - 車両用交流発電機の制御装置

Info

Publication number: JPH0365028A
Application number: JP1200532A
Authority: JP
Inventors: Kenji Ito; 健二伊藤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1989-08-01
Filing date: 1989-08-01
Publication date: 1991-03-20
Also published as: EP0411608A3; EP0411608A2

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〕この発明は車両用交流発電機の制御装置、特に発電機の
大容量化に対してもバッテリ充′ｉｔ電圧が安定制御で
きる制御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第３図は従来装置の一実施例にかける充電結線図である
。

（１）は車両に装着され、エンジンによって駆動される
交流発電機であり、三相交流電圧を発生する電機子コイ
ル（ロ）、界磁コイル０、電機子コイル（ロ）の三相出
力を全波整流し、中性点ダイオードを含む主整流′ａｃ
Ｌ１、主整流器（至）の出力を分流し主として界磁電流
を供給する補助整流器Ｑ４、交流発電機（１）に内蔵さ
れ、系電圧を一定に調整するレギュレータａ１９により
構成されている。（２）ハバッｆ　ＩＪ、（３）は車載
電気負荷類、０）は負荷スイッチ、（５）はキースイッ
チ、（６）は発電表示灯である。ａは交流発電機（１）
の出力端子Ｂからバッテリ（２）へ接続される充電ライ
ン、ｂは交流発［機（１）の接地端子Ｅ、からバッテリ
（２）へ接続される接地ラインである。Ｃはレギュレー
タ（ト）により系電圧を検出するための第１の検出ライ
ンである。第４図は第３図におけるレギュレータ（至）
の′ＮＺＮ囲気図であり、（ｌｓａ）　、　（１５ｂ）
は第１の検出ラインＣよりｓ、ｓ’に入力される系電圧
をダイオード（１５ａ）を通じ分圧する分圧抵抗、丸（１５ｋ）は分圧抵抗（１５ｍ）　、　（１５ｂ）の分
圧点に接続されたゼナーダイオードであり、これらによ
って系電圧を検出している。（１５ｅ）はゼナーダイオ
ード（１５ｄ）の導通によって駆動される駆動トランジ
スタ、（１５ｆ）は駆動トランジスタ（１５ａ）の断続
によって駆動されるパワートランジスタである。

（１５ｇ）はパワートランジスタ（１５ｆ）のベース抵
抗。

（１５ｈ）はパワートランジスタ（１ｓｆ）の遮断時に
発生するサージ電圧を吸収するダイオードであり、（１
５ｉ）は逆流防止ダイオードである。また、補助整流器
α◆の出力よりダイオード（１５ｊ）、抵抗（１ｓｋ）
を通じ分圧抵抗（１５ａ）　、　（ｌｓｂ）に入力され
る経路が形成され、第１の検出ラインＣがオーブン等検
出不能になった場合に補助整流器α→の出力電圧検出へ
移行されることで無制御を防止している。

次に動作について説明する。まずキースイッチコイル図
、パワートランジスタ（１５ｆ）を通じ初期励磁電流が
流れ、発電表示灯（６）が点灯し、非発電状態を表示す
るとともに発電可能状態となる。次いで、エンジンが始
動され、交流発２１　ｍ　（１）が発電を開始すれば、
補助整流器α◆の出力電圧の上昇により、発電表示灯（
６）の両端の電位差が減少し、逐にはその電位差が等し
くな９発電表示灯（６）は消灯し、正常発電状態を表示
する。一方、系電圧はバッテリ（２）正極より、第１の
検出ラインＣを通じ、交流発電機（１）の外部端子Ｓ、
レギュレータ（２）の外部端子Ｓ′に入力されて＞リダ
イオード（１５ｃ）を通じ分圧抵抗（１５ｍ）　、　　
（１５ｂ）にて検出される。ここで系電圧の上昇により
分圧抵抗（１５ａ）　、　　（１５ｂ）の分圧点電圧が
ゼナーダイオード（１５ｄ）のゼナー電圧を越えれば、
駆動トランジスタ（１５ｅ）が導通し、パワートランジ
スタ（１５ｆ）が遮断する。逆に系電圧が下降し、前記
分圧点電圧が前記ゼナー電圧以下になれば駆動トランジ
スタ（１５ｓ）は遮断され、パワートランジスタ（１５
ｆ）は導通する。このように、系電圧の大小によりパワ
ートランジスタ（ｉｓｒ）が遮断、導通されることによ
り、界磁コイル（２）に通電される界磁電流が断続制御
され、系電圧が一定に制御される。ここで第１の検出ラ
インＣが何らかの原因でオープンした場合には補助整流
器α◆の出力電圧がダイオード（１５ｊ）、抵抗（１５
ｋ）を通じ分圧抵抗（１５ａ）　、　　（１５ｂ）に入
力されることにより、通常の調整電圧より高めに設定さ
れた調整電圧にて制御される。この様に構成された従来
装置に）いては、バッテリ（２）正極から第１の検出ラ
インＣを通じ系電圧が検出されていることにより充電ラ
インａの有する抵抗分による電圧降下を補正することが
でき、バッテリ充電電圧の安定化には非常に有効な手段
となっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来装置ではレギュレータ（２）の接地
電位は交流発電機（１）の接地端電位であるために接地
ラインｂの有する抵抗分による電圧降下は補正できず、
発電機出力の増加に併いバッテリ充電電圧が低下しく第
５図（、）磯）、この充電電圧の低下分く第５図ΔＥ）
により車載電気負荷類（４）の使用頻度によっては充電
不足を招き、バッテリの寿命低下等充電系の信頼性上好
ましくなく、近年の電気負荷増大傾向による発電機大容
量化により上記ΔＥが大きくなると共に、この問題が無
視でき。くＪｒ。

またバッテリ（３）に接続された主整流器０の出力と比
較して、補助整流器０４の出力には整流リップル成分が
多く含まれていて制御の安定性を欠いていた。

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、充電系における接地ラインの有する抵抗分に
より発電機出力の増加に併うバッテリ充電電圧の低下を
未然に防止できるとともにリップルによる誤制御のない
安定した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〕

この第１の発明に係る制御装置は、交流発電機及びバッ
テリ車載電気負荷類から成る充電系の系電圧を検出する
電圧検出手段と、界磁コイルに直列に接続されたスイッ
チング素子を駆動する駆動手段とを設けたレギュレータ
を備え、上記電圧検出手段の接地端をバッテリの負＄ｉ
側へ接続したものである。

第２の発明に係る制御装置は上記電圧検出手段の検出信
号を上記駆動手段に絶縁伝達手段によって伝送せしめた
ものである。

〔作用〕

この第１の発明にかける電圧検出手段は、接地側に検出
ラインを設けることにより、接地ラインの抵抗分による
電圧降下を補正し、発電機出力の変動によるバッテリ充
電電圧の変動を小さくする。

第２の発明の絶縁伝達手段は、駆動手段の動作をなくシ
、整流リップルによる誤制御をなくした安定した制御を
行う。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を説明する。第１図は本発明
における充電結線図を示すものであり、第３図の従来装
置と比較した場合レギュレータ（至）の外部端子に接地
電位検出端子Ｅ　ｚ／が設けられ、交流発電機（１）の
外部端子Ｅ２から第２の検出ラインｄを通じてバッテリ
〈２）負極へ接続されている。

第２図は本発明におけるレギュレータ（ハ）の電気回路
図であり、電圧検出手段（１５１）と駆動手段（１５２
）とこの間の絶縁伝達手段であるホトカプラ（１５ｍ）
（１５ｎ）で大略構成されている。（１５１）はゼナー
ダイオード（１５０の導通により駆動される検出トラン
ジスタ、（１５ｍ）　、　　（１５ｎ）は検出トランジ
スタ（１５１）の検出信号を駆動トランジスタ（１５ｅ
）へ伝達するための発光ダイオード、受光トランジスタ
により構成されたホトカプラである。（１５ｏ）　。

（１５ｐ）は発光ダイオード（１５ｍ）、受光トランジ
スタ（１５ｎ）の駆動電流を設定する電流制限抵抗であ
る。（１５ｑ）は、第１の検出ラインＣのオーブン時に
、補助整流器Ｑ４の出力より発光ダイオード（１５ｍ）
の駆動電流をバックアップする様に構成されるダイオー
ドである。

こ＼で第２の発明にある電圧検出手段（１５１）と駆動
手段（１５２）を絶縁手段（１５ｍ）（１５ｎ）　　を
設けた理由を述べる。

電圧検出手段（１５１）と駆動手段（１５２）との間を
つなぐ手段として例えば検出トランジスタ（ＩＤりのコ
レクタ端を直接駆動トランジスタ（１５ｅ）のベース端
に接続する方法が容易に考えられるが、接地電位ｇ、　
／とＦ：２′との電位差（出力）ｌ流大となる程Ｅ、　
’　（Ｅ、　’となる）により、駆動手段（１５２）の
誤動作を生じる可能性がある。また、バッテリ（３）に
接続された主整流器０の出力と比較して、補助整流器Ｑ
４の出力には整流リップル成分が多く含まれるために、
この補助整流器α◆の出力は駆動手段（１５２）内に留
めることが電圧検出手段（１５１）の安定動作上必要で
あり、これらの問題を解決するために発光ダイオード（
ｉｓｍＬ受光トランジスタ（１５ｎ）により構成された
ホトカプラである絶縁伝達手段が設けられている。

次に動作を説明する。エンジンが始動すれば交流発電機
（１）が発電を開始し、系電圧が検出ラインａ、ｄより
レギュレータ０内に入力されダイオード（１５６）を通
じ分圧抵抗（１５ｍ）　、　　（１５ｂ）及びゼナーダ
イオード（１５ｄ）によって検出される。ここで、系電
圧が上昇し分圧抵抗（１５ｍ）、　　（１５ｂ）の分圧
点電圧がゼナーダイオード（１５ｄ）のゼナー電圧を越
えれば、検出トランジスタ（１ｓ＃）ｉｔ導通すること
で発光ダイオード（１５ｍ）が導通する。したがって、
光伝達により受光トランジスタ（１５ｎ）が導通し、更
には駆動トランジスタ（１５ｓ　）が導通することでパ
ワートランジスタ（１５ｆ）が遮断する。逆に系電圧が
低下し、前記分圧点電圧が前記ゼナー電圧以下になれば
、検出トランジスタ（１５１）が遮断し、発光ダイオー
ド（１５ｍ）も遮断する。したがって受光トランジスタ
（１５ｎ）、駆動トランジスタ（１５ｅ）も遮断され、
パワートランジスタ（１５Ｑが導通する。以上、従来装
置と同様に系電圧の大小によりパワートランジスタ（１
５ｆ）が遮断、導通され、界磁電流が制御されることに
より系電圧が一定に調整される。ところで、系電圧の検
出において、電圧検出回路の接地端Ｅ２′（分圧抵抗（
１５ｂ）の接地、検出トランジスタ（１５１）のエミッ
タ）がＥ２　を通じ第２の検出ラインｄよりバッテリ（
２）負極へ接続されることで、第１の検出ラインＣによ
る充電ラインａの電圧降下の補正と共に、接地ラインｂ
の電圧降下も補正され、発電機の出力に拘らずノくツテ
リ充電電圧をほぼ一定に制御することができる。

なか、上記実施例では、絶縁伝達手段として中トカプラ
を示したが、他の絶縁伝達手段であっても上記実施例と
同様の効果を奏する。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば（１〉充電系の系電圧を検出する電圧検出手段の接地端
をバッテリの負極側に接続する様に構成したので接地ラ
インの抵抗分による電圧降下を補正することができ、バ
ッテリ充電電圧を発電機の出力に拘らず安定制御できる
。

（２）また、電圧検出手段の検出トランジスタと駆動手
段の駆動トランジスタの信号伝達は絶縁伝達手段のホト
カプラにより絶縁伝達されるために交流発電機の接地端
子と電圧検出手段の接地端子間の電位差に関係なく安定
した駆動が可能となる。

（３）さらに、絶縁伝達手段によって駆動手段のトラン
ジスタが駆動されるために発電機の出力増大に伴う整流
リップルの増加に対しても、安定駆動が達成される。

（４）また、絶縁伝達手段を用いているので電圧検出手
段のみを交流発電機の外部に装着可能となる。

等安定した精度の高い発電機の制御ができ、特に発電機
の大容量化に対しても、バッテリ充電電圧が安定に制御
できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す充電結線図、第２図
は第１図におけるレギュレータの電気回路図、第３図は
従来装置の一実施例を示す充電結線図、第４図は第３図
におけるレギュレータの電気回路図、第５図は従来装置
のバッテリ充電電圧と発電機出力電流の関係を示した略
図である。図にかいて、（１）は交流発電機、０〉はバッテリ、α
υは電機子コイル、０は界磁コイル、に）はレギュレー
タ、ｄは第２の検出ライン、（１５１）は検出トランジ
スタ、（１５−）　ｍ　　（１５ｎ）はホトカブラ、　
（１５ｅ）は駆動トランジスタ、（ｘｓｆ）はパワート
ランジスタである。なか、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。隼

Claims

【特許請求の範囲】

（１）エンジンによつて駆動され電機子コイル、界磁コ
イルを有する交流発電機と、バッテリや車載電気負荷類
からなる充電系の系電圧を検出する電圧検出手段と上記
界磁コイルに直列接続されたスイッチング素子を駆動す
る駆動手段とが設けられたレギュレータを備え、上記電
圧検出手段の検出信号によつて上記スイッチング素子が
断続され界磁電流を制御することにより系電圧が一定に
調整される車両用交流発電機の制御装置において、上記
電圧検出手段の接地端を上記バッテリの負荷側へ接続し
たことを特徴とする車両用交流発電機の制御装置。
（２）上記電圧検出手段の検出信号は上記駆動手段へ絶
縁伝達手段によつて伝送せしめたことを特徴とする請求
項第１項記載の車両用交流発電機の制御装置。