JPH0515643U - オールタネータの充電回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジン減速時におけるオールタネータの発
電量を制御する。 【構成】 ボルテージレギュレータ３によりバッテリ１
２の電圧を検出し、検出せる電圧が規定電圧以下のとき
にオールタネータ２によりバッテリを充電するオールタ
ネータの充電回路１において、バッテリ電圧をそのまま
ボルテージレギュレータに印加する第１の回路と、バッ
テリ電圧を下げて見掛けの電圧を低くしてボルテージレ
ギュレータに印加する第２の回路とを有する切替回路５
と、エンジンが減速状態に入った時に切替回路を第１の
回路から第２の回路に切り替える制御手段とを備えた構
成としたものである。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、オールタネータの充電回路に関し、特にエンジン減速時の発電量を 制御するオールタネータの充電回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】

自動車には、エンジンの始動系、点火系の電気機器を始めとして、ランプ類、 エアコン装置等の多くの電気機器があり、これらの機器の電力供給源としてバッ テリ及び発電機（以下「オールタネータ」という）がある。オールタネータは、 ベルトを介してエンジンにより駆動され、その発電量は、エンジンの回転数によ り異なり、発電量が負荷量よりも少ない場合には、バッテリは、電源として働い て放電する。また、発電量が負荷量よりも多い場合にはオールタネータのみが電 源として働き、バッテリは、当該オールタネータにより充電される。

【０００３】 オールタネータと組み合わされて使用される電圧調整器（以下「ボルテージレ ギュレータ」という）は、オールタネータのフィールドコイルに流れる電流（界 磁電流）を制御することにより発電電圧を制御し、各種電気機器に適正な電力を 供給すると共に、バッテリの適正充電を行なう機能を備えている。オールタネー タとボルテージレギュレータは、バッテリを充電する機能を備えていることから 充電系統（チャージングシステム）と称されている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、現行の充電システムは、エンジンの運転状態によらずバッテリ電圧 のみ（温度による制御を追加したものもある）でオールタネータの発電量を制御 している。このため、エンジン減速時のエネルギを有効に回収（利用）すること ができない。例えば、交差点で停止している場合、或いは渋滞に巻き込まれた場 合等のようにエンジン回転数が低い状態で、しかも、雨天の夜間時でヘッドラン プを点灯し、ワイパを使用し、更にハイパワーのオーディオを聴いている等のよ うに多量の電力を消費しているときにはバッテリに過大の負荷が掛かることとな る。

【０００５】 エンジンがアイドル運転状態のときにヘッドランプ等を点灯した場合には、電 子制御装置（ＥＣＵ）がエンジン回転数を高めて充電するようにしているが、例 えば、バッテリの状態が悪くなっているとバッテリが上がってしまい、最悪の場 合にはエンジンストップ等を起こし、始動不能に陥ることもあり得る。 また、オールタネータは、充電状態にある時には数馬力（３〜５馬力）の動力 を必要とし、この分だけエンジン出力の損失となる。これは、排気量が１０００ 〜１５００ＣＣ程度のエンジンにとっては大きな負担となる。一方、車両の減速 時のエネルギ、或いは下り坂等の走行時におけるエネルギは、有効に回収される ことなく棄てられているのが現状である。

【０００６】 本考案は上述の点に鑑みてなされたもので、エンジンの減速時等におけるエネ ルギを回収してオールタネータの発電量を増やしバッテリを充電するようにした オールタネータの充電回路を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために本考案によれば、ボルテージレギュレータによりバ ッテリ電圧を検出し、当該検出せる電圧が規定電圧以下のときにオールタネータ によりバッテリを充電するオールタネータの充電回路において、前記バッテリ電 圧をそのまま前記ボルテージレギュレータに印加する第１の回路と、前記バッテ リ電圧を下げ見掛けの電圧を低くして前記ボルテージレギュレータに印加する第 ２の回路とを有する切替回路と、エンジンが減速状態に入った時に前記切替回路 を第１の回路から第２の回路に切り替える制御手段とを備えた構成としたもので ある。

【０００８】

【作用】

制御手段は、エンジンが通常運転状態にあるときには、切替回路の第１の回路 を通してバッテリ電圧をそのままボルテーデレギュレータに印加する。これによ りボルテージレギュレータは、規定電圧による通常充電制御を行なう。また、制 御手段は、エンジンが減速状態にあるときには切替回路を第２の回路に切り替え 、バッテリ電圧を下げて見掛けの電圧を規定電圧よりも低くしてボルテージレギ ュレータに印加する。この結果、ボルテージレギュレータは、エンジン減速時に オールタネータに発電を開始させてバッテリを充電する。

【０００９】

【実施例】

以下本考案の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。 図１は本考案を適用した充電系統を示し、オールタネータの充電回路１は、オ ールタネータ２、ボルテージレギュレータ３、チャージランプ回路４、切替回路 ５等により構成されている。オールタネータ２は、６個のダイオードにより構成 された整流回路７と補助ダイオード８とを内蔵しており、ステータコイル９の各 出力端は、整流回路７を介して充電回路１のＢ端子に接続されると共に、補助ダ イオード８を介して充電回路１とボルテージレギュレータ３の各Ｌ端子と、フィ ールドコイル１０の一端に接続されている。このフィールドコイル１０の他端は 、ボルテージレギュレータ３のＦ端子に接続されている。

【００１０】 ボルテージレギュレータ３は、電圧検出をバッテリで行なうバッテリ電圧検出 方式のＩＣ回路で、Ｓ端子は、抵抗Ｒ₁ 、Ｒ₂ を介してＥ端子に接続され、Ｌ端 子は抵抗Ｒ₃ 、Ｒ₄ を介してＥ端子に接続されている。トランジスタＴｒ₁ のコ レクタは、抵抗Ｒ₅ を介してＬ端子に、エミッタはＥ端子に接続され、ベースは ツェナーダイオードＺＤ、ダイオードＤ₁ を介して抵抗Ｒ₁ とＲ₂ 、ダイオード Ｄ₂ を介して抵抗Ｒ₃ とＲ₄ の各接続点に接続されると共に抵抗Ｒ₆ を介してＥ 端子に、コンデンサＣを介してコレクタに接続されている。パワートランジスタ Ｔｒ₂ のコレクタはＦ端子に接続されると共にフライホイールダイオードＤ_F を 介してＬ端子に、エミッタは端子Ｅに、ベースはトランジスタＴｒ₁ のコレクタ に夫々接続されている。また、当該ボルテージレギュレータ３のＳ端子は、充電 回路１のＳ端子に接続され、Ｅ端子は、整流回路７のアース端子と共に接地され ている。

【００１１】 充電回路１のＢ端子は、バッテリ１２の＋端子に、Ｌ端子は、チャージランプ 回路４、イグニッションスイッチ１３を介してバッテリ１２の＋端子に、Ｓ端子 は、切替回路５を介して夫々バッテリ１２の＋端子に接続されている。切替回路 ５は、例えば、リレー回路１５により構成されており、充電回路１のＳ端子は、 ブレーク接点１５ａを介してバッテリ１２の＋端子に接続されると共に抵抗Ｒ₇ 、メイク接点１５ｂを介して当該バッテリ１２の＋端子に接続され、リレーコイ ル１５ｃは、制御回路１６に接続されている。この抵抗Ｒ₇ は、ボルテージレギ ュレータ３のＳ端子に印加するバッテリ１２の端子電圧を所定の電圧だけ低くし て即ち、見掛けの端子電圧を低くしてボルテージレギュレータ３のＳ端子に印加 する。

【００１２】 制御回路１６は、例えば、エンジンの運転状態に応じた燃料制御を行なう電子 制御装置（ＥＣＵ）に組み込まれており（以下「電子制御装置１６」という）、 エンジンが減速状態に入った時に燃料カットを行なうと共にリレーコイル１５ｃ を付勢してブレーク接点１５ａを開成し、メイク接点１５ｂを閉成する。また、 電子制御装置１６は、長い下り坂等で燃料カットの状態が長く続いた場合過充電 を防止するために時間によるリレーコイル１５ｃの付勢を行なう。更に、電子制 御装置１６は、通常充電量を監視しておき、充電量が規定量以下のときには過充 電を防止するためにリレーコイル１５ｃを消勢状態に保持する。

【００１３】 以下に作用を説明する。 イグニッションスイッチ１３がオンされると、バッテリ１２の＋端子、チャー ジランプ１４、オールタネータ２のフィールドコイル１０、パワートランジスタ Ｔｒ₂ 、バッテリ１２の−端子の回路に電流が流れ、チャージランプ１４が点灯 して、初期励磁電流がフィールドコイル１０に流れる。この始動時においてはボ ルテージレギュレータ３のＬ端子の入力電圧即ち、フィールドコイル１０の電圧 が規定電圧Ｖ_S （例えば、14.7Ｖ）以下であり、従って、トランジスタＴｒ₁ 、 Ｔｒ₂ がオンとなっている。エンジン（図示せず）の回転に伴いオールタネータ １が回転して発電を開始すると、充電回路１のＬ端子の電圧がバッテリ１２の端 子電圧と等しくなってチャージランプ１４が消灯すると共に、補助ダイオード８ からフィールドコイル１０に界磁電流が供給されて発電が続行される。

【００１４】 そして、エンジンが運転状態にあるときには電子制御装置１６は、リレーコイ ル１５ｃを消勢しており、ブレーク接点１５ａが閉成され、メイク接点１５ｂが 開成されいる。従って、バッテリ１２の＋端子電圧がそのまま充電回路１のＳ端 子に印加される。ボルテージレギュレータ３は、Ｓ端子のバッテリ１２の端子電 圧が規定電圧Ｖ_S （14.7Ｖ）以上のときにはトランジスタＴｒ₁ 、パワートラン ジスタＴｒ₂ がオフとなっており、フィールドコイル１０の界磁電流は、当該フ ィールドコイル１０のインダクタンス分のためにフライホイールダイオードＤ_F を介して流れ続け、オールタネータ１の出力電流もこの界磁電流分だけ減少し、 バッテリ１２への充電は行われない。

【００１５】 エンジンが減速状態に入ると、電子制御装置１６が当該エンジンへの燃料をカ ットし、同時にリレーコイル１５ｃを付勢して、ブレーク接点１５ａを開成し、 メイク接点１５ｂを閉成する。これによりバッテリ１２の端子電圧は、抵抗Ｒ₇ を介してボルテージレギュレータ３のＳ端子に印加される。このＳ端子に印加さ れる電圧は、抵抗Ｒ₇ により電流分だけ降下し、規定電圧Ｖ_S よりも低い例えば 、13Ｖとなる。

【００１６】 ボルテージレギュレータ３は、Ｓ端子の入力電圧が規定電圧14.7Ｖよりも低い 13Ｖとなると、トランジスタＴｒ₁ 、パワートランジスタＴｒ₂ がオンとなり、 オールタネータ１の補助ダイオード８、フィールドコイル１０、パワートランジ スタＴｒ₂ 、アースの回路で界磁電流が流れ、オールタネータ２が発電状態とな り、整流回路７の出力電圧が上昇してバッテリ１２を充電する。即ち、電子制御 装置１６は、エンジン減速時に切替回路５を切り替えて制御電圧を変化させ、オ ールタネータ２の発電量を制御する。これによりエンジン減速運転時のエネルギ が回収されると共に、停車時の充電不足によるアイドル回転数アップの回数が減 らさせる。

【００１７】 電子制御装置１６は、燃料カット状態が長く続く例えば、長い下り坂をエンジ ンブレーキで走行するような場合には、過充電を防止するために時間により充電 を制御、例えば、エンジン減速時間が３０秒を超えるとリレーコイル１５ｃを消 勢する。これによりリレー１５は、ブレーク接点１５ａが閉成され、メイク接点 １５ｂが開成されて本来の規定電圧Ｖ_S を基準とする通常の充電制御に復帰する 。また、電子制御装置１６は、通常充電量を監視しておき、当該充電量が、規定 量以下の時には過充電を防止するためにリレーコイル１５ｃを消勢状態に保持し て、前記制御を行わない。

【００１８】 尚、本実施例においては切替回路５にリレー１５を使用した場合について記述 したが、これに限るものではなく、他のスイッチング素子を使用した切替手段を 使用するようにしてもよい。

【００１９】

【考案の効果】

以上説明したように本考案によれば、ボルテージレギュレータによりバッテリ 電圧を検出し、当該検出せる電圧が規定電圧以下のときにオールタネータにより バッテリを充電するオールタネータの充電回路において、前記バッテリ電圧をそ のまま前記ボルテージレギュレータに印加する第１の回路と、前記バッテリ電圧 を下げ見掛けの電圧を低くして前記ボルテージレギュレータに印加する第２の回 路とを有する切替回路と、エンジンが減速状態に入った時に前記切替回路を第１ の回路から第２の回路に切り替える制御手段とを備えた構成としたことにより、 エンジン減速運転中のエネルギを回収することが可能となると共に停車時におけ る充電不足を補うことができ、これに伴いエンジンのアイドル回転数アップの回 数を少なくすることができる。更に現行の充電システムを大幅に変更することな く採用することができる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るオールタネータの充電回路の一実
施例を示す回路図である。

【符号の説明】

１ 充電回路 ２ オールタネータ ３ ボルテージレギュレータ ４ チャージランプ回路 ５ 切替回路 ９ ステータコイル １０ フィールドコイル １２ バッテリ １５ リレー １６ 電子制御装置

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボルテージレギュレータによりバッテリ
   電圧を検出し、当該検出せる電圧が規定電圧以下のとき
   にオールタネータによりバッテリを充電するオールタネ
   ータの充電回路において、前記バッテリ電圧をそのまま
   前記ボルテージレギュレータに印加する第１の回路と、
   前記バッテリ電圧を下げ見掛けの電圧を低くして前記ボ
   ルテージレギュレータに印加する第２の回路とを有する
   切替回路と、エンジンが減速状態に入った時に前記切替
   回路を第１の回路から第２の回路に切り替える制御手段
   とを備えたことを特徴とするオールタネータの充電回
   路。