JPH0638720B2 - 車両用発電機の制御装置 - Google Patents

車両用発電機の制御装置

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JPH0638720B2
JPH0638720B2 JP60244553A JP24455385A JPH0638720B2 JP H0638720 B2 JPH0638720 B2 JP H0638720B2 JP 60244553 A JP60244553 A JP 60244553A JP 24455385 A JP24455385 A JP 24455385A JP H0638720 B2 JPH0638720 B2 JP H0638720B2
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)
  • Control Of Charge By Means Of Generators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、車両用発電機の制御装置に関するものであ
る。
〔従来の技術〕
第４図は従来の制御装置を示す回路図であり、図におい
て、(1) は図示しない機関により駆動される車両用発電
機（以下単に発電機という）であり、電機子コイル(10
1) 、界磁コイル(102) で構成されている。(2) は上記
発電機の交流出力を全波整流する整流器であり、出力端
(201),(202),(203) を有しており、(201) はメイン出力
を出力する出力端であり、(202) は上記界磁コイル(10
2) の励磁と後述する電圧調整器(3) の電圧検出用の出
力端であり、(203) は接地用の出力端である。(3) は発
電機(1) の出力電圧を所定値に調整する電圧調整器であ
り後述する各部品より構成されている。(301),(302) は
整流器(2) の出力端(202) の出力電圧を分圧する分圧抵
抗、(303) は上記分圧抵抗(301),(302) の分圧電位を検
出し、所定値以上になると導通するツエナーダイオー
ド、(304) はツエナーダイオード(303) が導通すると導
通するトランジスタ、(305) は発電機(1) の界磁コイル
(102) の電流を断続する開閉素子としてのトランジスタ
であり、上記トランジスタ(304) によって開閉制御され
る。(306) はトランジスタ(305) のベース抵抗、(307)
は発電機(1) の界磁コイル(102) に並列接続され、界磁
コイルの断続サージを吸収するダイオードである。(4)
は車両に装着されたバッテリ、(5) は車両の各種電気負
荷、(6) はキースイッチ、(7) は発電機 (1)の界磁コイ
ル(102) を初期励磁する初期励磁用の抵抗であり、(8)
は逆流防止ダイオードである。
第５図は従来装置による発電機の最大負荷時の出力電流
と駆動トルクを表わす特性カーブであり、破線は冷時
を、実線は熱時を表わしている。
次に動作について説明する。図示しない機関の始動にキ
ースイッチ(6) が閉じられると、バッテリ(4) よりキー
スイッチ(6) 、初期励磁抵抗(7) 、逆流防止ダイオード
(8) を介して発電機(1) の界磁コイル(102) に初期励磁
電流が流れ発電機(1) は発電可能な状態となる。次に機
関が始動されると発電機(1) が発電を開始し電圧調整器
(3) は、整流器(2) の出力端(202) の出力電圧を受けそ
の出力電圧が分圧抵抗(301),(302) とツエナーダイオー
ド(303) によってあらかじめ設定された所定値を越える
とツエナーダイオード(303) が導通しトランジスタ(30
4) が導通する。
又、上記出力電圧が所定値以下になると、ツエナーダイ
オード(303) が不導通となり、トランジスタ(304) が不
導通となる。
このトランジスタ(304) の断続によりトランジスタ(30
5) が開閉制御され、発電機(1) の界磁コイル(102) を
断続して発電機の出力電圧を所定値に調整している。こ
の様に電圧調整器(3) は、発電機がいかなる状態にあっ
ても上記動作を繰り返し、発電機は上記調整された出力
電圧で整流器(2) の出力端(201) により車両のバッテリ
(4) 、各種電気負荷(5) に電力を供給している。
以上の様に制御されている従来装置の発電機の冷・熱時
での出力電流と駆動トルクの特性カーブは第５図とな
る。つまり出力電流は発電機が発電開始直後の冷時をピ
ークとして発電機の自己発熱、雰囲気温度の上昇に伴っ
て徐々に低下し熱時のカーブとなる。又、発電機の公称
出力は、熱時特性により決定されており冷時特性は、熱
時特性保証のための余裕度にしかすぎず、理想特性とし
ては、冷時と熱時の特性が一致するのが最良である。一
方発電機の駆動トルクについては、出力電流の低下に伴
って冷時をピークとして徐々に低下し熱時のカーブとな
る。
この発電機の駆動トルクが車両の機関への負荷として働
いている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来装置は以上のように動作しているため、上記説明で
も明らかなように、冷時駆動トルクと熱時駆動トルクの
差が機関への余分な負荷として働き、特に機関の始動直
後においては機関の発生トルクが不安定であり、発電機
の冷時駆動トルクも大きな値となるため駆動トルクの影
響度が高く、機関の回転にスムーズさを欠き不安定とな
ると共に機関の燃料消費量も多くなる。さらに極低温に
おいては上記影響度はさらに高くなるなどの問題点があ
った。
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
たものであり、電力損失の増加を殆ど招くことなくまた
発電機の公称能力を損なうことなく発電機の冷時駆動ト
ルクが過大にならないように抑制して、機関のアイドル
回転数の安定化ができる装置を得ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係る制御装置は、発電機の界磁電流を断続制
御する開閉素子の開閉時間比を制御することにより界磁
電流を所定の制限値を超えないように制限するようにし
たものである。なお、所定の制限値は、発電機の温度が
所定値に上昇したときにおいて所定の出力を得るために
流すべき界磁電流以上の値に選定されている。
［作用］ 一般に、発電機の温度が低い場合に界磁コイルの抵抗が
低いので、界磁電流を制限しないと界磁電流は発電機の
温度が所定値に上昇したときにおいて所定の出力を得る
ために流すべき界磁電流よりも多く流れ、発電機の出力
は所定の出力、すなわち公称出力を上回り、駆動トルク
つまり冷時駆動トルクも大きくなる。
この発明における電流制限手段は、発電機の界磁電流を
断続制御する開閉素子の開閉時間比を制御することによ
り界磁電流を所定の制限値を超えないように制限し、発
電機の冷時における出力および駆動トルクが過大になら
ないように抑制する。発電機の冷時駆動トルクが過大に
ならないように抑制することにより機関の負担が軽減さ
れるので、アイドル回転数が安定し、燃費も向上する。
また、電流制限手段は、界磁電流を断続制御する開閉素
子の開閉時間比を制御することによって界磁電流を制限
するので、界磁電流の制限に伴う電力損失の増加を殆ど
招くことがない。
さらに、所定の制限値が、発電機の温度が所定値に上昇
したときにおいて所定の出力を得るために流すべき界磁
電流以上の値に選定されているので、電流制限手段によ
って発電機の公称出力が損なわれることはない。
たお、発電機の温度上昇にともなって界磁巻線の抵抗が
増加して界磁電流が次第に減少し、発電機の温度が所定
値に達するまでに界磁電流は所定の制限値以下となり、
電流制限手段は制限動作をしなくなる。従って、発電機
の温度が所定値に上昇したときに電流制限手段の動作を
禁止するための手段を付加する必要はない。
〔発明の実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、電圧調整器(3) の(308) は界磁コイル(10
2) と直列に接続された電流検出部としての界磁電流検
出用の抵抗であり、本実施例では数十ミリオームの極小
抵抗で構成されている。(309) は逆流防止ダイオードで
ある。
なお、電圧調整器(3) がこの発明における電流制限手段
として機能し、界磁電流検出用の抵抗(308) と次に説明
する界磁電流検出器(9) とがこの発明における界磁電流
検出器を構成している。
(9) は界磁電流検出器であり後述する各部により構成さ
れている。(A1),(A2) は図示しない定電圧電源の出力端
であり、キースイッチ(6) 閉成と同時に出力する。(90
1) はコンパレータであり、キースイッチ(6) 閉成と同
時に動作可能な状態となる。(902),(903) は定電圧電源
(A1)を分圧する分圧抵抗であり、その分圧点がコンパレ
ータ(901) の(-) 入力に接続され、コンパレータの基準
電圧とされている。(904) はコンデンサ、(905) はコン
デンサ (904)の充電時定数を決定する抵抗、(906) は定
電圧源(A2)とコンパレータ(901) の出力端に接続された
電流制限用の抵抗、(907) は電圧調整器(3) のトランジ
スタ(304) のベース抵抗、(908) は逆流防止ダイオード
である。
第２図は本実施例の発電機の最大負荷時における各部の
動作波形を示す略図であり、(A) はコンパレータ(901)
の(+) 入力の電圧波形であり図中破線はコンパレータの
基準電圧を示す。(B) はコンパレータ(901) の出力波形
であり、(C) はトランジスタ(305) の動作波形であり、
(D) は界磁コイル(102) のトランジスタ(305) に流れる
界磁電流である。第３図は本実施例による発電機の最大
負荷時の出力電流と駆動トルクを表わす特性カーブであ
り、破線は冷時を、実線は熱時を表わしている。
次に動作について説明する。まず界磁電流検出器(9) の
動作について発電機が最大負荷時であるとして説明す
る。
電圧調整器(3) のトランジスタ(305) が導通することに
より、界磁コイル(102) に界磁電流が流れ、抵抗(308)
に上記界磁電流に比例した電圧降下が生じる。上記電圧
降下の電位が界磁電流検出器(9) の抵抗(905) を介して
コンパレータ(901) の(+) 入力に印加されている。この
状態において界磁電流が小さく上記電圧降下がコンパレ
ータ(901) の基準電圧よりも低い場合は、コンパレータ
(901) の出力は"L"レベルであり、逆流防止ダイオード
(908) によって阻止されているため、電圧調整器(3) に
は何の影響も与えない。次に界磁電流が大きく上記電圧
降下がコンパレータ(901) の基準電圧よりも高い場合は
コンパレータ(901) の出力が"H" レベルとなる。コンパ
レータ(901) の出力が"H" レベルとなると、電源(A2)か
ら抵抗(906),(907) 、逆流防止ダイオード(908) を介し
て電圧調整器(3) のトランジスタ(304) にベース電流が
供給され、トランジスタ(304) が導通し、トランジスタ
(305) が不導通となって界磁電流が遮断される。しかし
ながら、コンパレータ(901) の出力が"H" レベルとなる
と同時に界磁電流が遮断され界磁電流検出用抵抗(308)
の電位が低下するため、即座にコンパレータ(901) の出
力が"L"レベルとなる。この様にコンパレータ(901) は
比較的高い周波数で"L" ←→"H" を繰り返し全体の動作
が不安定となる。
そこでコンデンサ(904) の作用は、コンパレータ(901)
の出力が"L" から"H" に変わると同時に電源(A2)から抵
抗(906) 、コンデンサ(904) 、抵抗(905) 、界磁電流検
出抵抗(308) を介して接地されコンデンサ(904) の充電
回路が構成される。上記充電回路によってコンパレータ
(901) の(+) 入力電位が瞬時に上昇し上記充電時定数に
よって徐々に低下していく、つまり上記充電回路はコン
パレータ(901) の出力"H" レベルの時間を延長する様に
帰還回路を構成しコンパレータ(901) の動作周波数を低
下させて全体の動作を安定させている。
以上の動作を第２図に示す各部の動作波形で説明する。
まず(I)の領域において界磁電流検出器(9) が付加され
ていない場合において発電機が冷磁の状態にあっては、
介磁コイル(102) は充分に冷えており界磁電流は大きな
値となっている。
次に(II)の領域において、界磁電流検出器(9) が付加さ
れ動作している状態においては、まず(A) 図のコンバー
タ(901) の(+) 入力電位がｖ点の様に基準電位以上にあ
ると、(B) 図のコンパレータ(901) の出力が“H" レベ
ルとなり、それと同時にコンデンサ(904) の帰還回路に
よって(A) 図ｗ点に示す様に電位が瞬時に上昇し充電時
定数によって徐々に電位が低下しついには基準電圧以下
となり、(B) 図で示すコンパレータ(901) の出力が"L"
レベルとなる。このようにして、"H" レベルの時間を延
長している。コンパレータ(901) の出力が"L" レベルと
なると(C) 図、(D) 図で示す様に、電圧調整器(3) のト
ランジスタ(305) がOFF →ONとなり、界磁電流が遮断→
導通となる。界磁電流が導通となると界磁電流の変化
は、界磁コイルがインダクタンスを有し電流の増加に時
定数を持つため(D) 図のｘで示す様に徐々に増加する。
それにつれてコンパレータ(901) の(+) 入力電位も(A)
図ｙで示す様に徐々に上昇しついには基準電圧を超えて
再びコンパレータ(901) の出力が"H" レベルとなる。以
上の動作を繰り返して界磁コイルを断続し界磁電流の平
均値を制限している。次に(III)の領域において発電機
が熱時になり界磁電流の最大値が定常値となると、(A)
図に示す様にコンパレータ(901) の(+) 入力電位が基準
電圧以下となりコンパレータ(901) の出力が"L" レベル
を維持し界磁電流検出器(9) は電圧調整器(3) に対して
何んの影響も与えない。以上の様に界磁電流検出器(9)
は発電機が冷時であって界磁電流の最大値が大きい場合
には電圧調整器(3) を継続制御して、界磁コイル(102)
の電流を断続して界磁電流の平均値を制限し、発電機が
熱時であって界磁電流の最大値が定常値の場合は、断続
を停止し電圧調整器(3) に何んの影響も与えず、電圧調
整器(3) は通常の発電機の出力電圧の電圧制御を行な
う。
又、上記説明では発電機の最大負荷時について説明した
が、発電機の冷時の状態にあって車両の電気負荷が少な
い場合では発電機の発電能力に余裕があり、コンパレー
タ(901) の出力が"L" レベル時に発電機の出力電圧が上
昇し、電圧調整器(3) のツエナーダイオード(303) が導
通し、トランジスタ(304) が導通して界磁コイルが遮断
されて、発電機の出力電圧を所定値に調整している。
又、発電機の出力電流及び駆動トルクは界磁コイルの界
磁危磁力によって決定されるため、上記界磁コイルの界
磁電流を制限することにより、発電機の出力電流及び駆
動トルクを制限することができる。さらに界磁電流は、
発電機が冷磁であって界磁コイル抵抗が小さい時には大
きく、発電機が熱時であって界磁コイル抵抗が大きくな
ると小さくなって定常状態となる。
以上の説明より明らかなように本発明による装置によれ
ば発電機が冷時での界磁電流が大きい場合において、上
記界磁電流の平均値を熱時なみに制限することができ、
第３図の特性カーブに示す様に、出力電流と駆動トルク
の冷時の値を熱時なみに制御することが可能となる。
なお、上記実施例では発電機の冷時出力電流及び冷時駆
動トルクを制限してほぼ熱時に一致させていたが、これ
に限るものではなく、たとえば冷時と熱時の間の値に設
定してもよい。
又、上記実施例では第１図に具体的な構成例を示した
が、必ずしもこれに限るものではなく、同様の効果が得
られるものであれば他の手段によってもよい。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、所定の制限値を超え
ないように界磁電流を断続制御する開閉素子の開閉時間
比を制御して界磁電流を制限することにより、発電機の
冷時における出力および駆動トルクが過大にならないよ
うに抑制され、機関の負担が軽減されるので、アイドル
回転数が安定し、燃料消費量も低減できる。また、界磁
電流を断続制御する開閉素子の開閉時間比を制御するの
で、界磁電流の制限に伴う電力損失の増加を殆ど招くこ
とがない。さらに、界磁電流を制限する所定の制限値は
発電機の温度が所定値に上昇したときにおいて所定の出
力を得るために流すべき界磁電流以上の値に選定されて
いるので、発電機の公称出力を損なうこともない、とい
う勝れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の一実施例を示す回路図、第２図はこ
の発明による制御装置の動作波形図、第３図はこの発明
による発電機の特性カーブ、第４図は従来の装置を示す
回路図、第５図は従来の装置による発電機の特性カーブ
である。 図において、(1) は発電機、(2) は整流器、(3) は電流
制限手段としての電圧調整器、(305) は界磁電流を断続
するトランジスタ、(308) は界磁電流検出用の抵抗、
(9) は界磁電流検出器である。 なお、図中同一符号は同一、又は相当部分を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小紫 啓一 兵庫県姫路市千代田町840番地 三菱電機 株式会社姫路製作所内 (56)参考文献 特開 昭58−215917（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−160342（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−37881（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−99232（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−202843（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】界磁電流検出器(9),(308) と電流制限手段
    (3) とを有し、車両に装着され機関によって駆動される
    車両用発電機(1) の界磁電流を断続制御する車両用交流
    発電機の制御装置であって、 界磁電流検出器(9),(308) は、車両用発電機(1) の界磁
    電流を検出する電流検出部(308) を有し、この電流検出
    部(308) の出力に応じて検出出力を出力するものであ
    り、 電流制限手段(3) は、車両用発電機(1) の界磁電流を断
    続制御する開閉素子(305) を有し、界磁電流検出器(9),
    (308) の検出出力に基づいて開閉素子(305) の開閉時間
    比を制御することにより上記界磁電流を所定の制限値を
    超えないように制限して上記機関の負荷トルクが過大に
    ならないように抑制するものであって、上記所定の制限
    値は車両用発電機(1) の温度が所定値に上昇したときに
    おいて所定の出力を得るために流すべき界磁電流以上の
    値に選定されている、 車両用発電機の制御装置。
JP60244553A 1985-10-29 1985-10-29 車両用発電機の制御装置 Expired - Lifetime JPH0638720B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60244553A JPH0638720B2 (ja) 1985-10-29 1985-10-29 車両用発電機の制御装置
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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60244553A JPH0638720B2 (ja) 1985-10-29 1985-10-29 車両用発電機の制御装置

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JPS62104500A JPS62104500A (ja) 1987-05-14
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JP60244553A Expired - Lifetime JPH0638720B2 (ja) 1985-10-29 1985-10-29 車両用発電機の制御装置

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JP (1) JPH0638720B2 (ja)
DE (1) DE3635957A1 (ja)

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