JPH063976B2

JPH063976B2 - オルタネ−タ制御装置

Info

Publication number: JPH063976B2
Application number: JP60017419A
Authority: JP
Inventors: 洋一岩倉; 俊一宮崎
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 1985-01-30
Filing date: 1985-01-30
Publication date: 1994-01-12
Anticipated expiration: 2009-01-12
Also published as: JPS61177129A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、自動車等のエンジンに使用されるオルタネー
タ制御装置に関するものである。

［従来の技術］近時の自動車においては、バッテリの充電系にオルタネ
ータを採用し、そのオルタネータの出力電圧をICレギュ
レータにより調整するようにしているのが一般的であ
る。

ところで、従来のICレギュレータは、その電源入力端子
をエンジンスイッチ（イグニッションスイッチ）を介し
て駆動用電源（バッテリ）に接続しており、前記エンジ
ンスイッチを投入して電力を供給することによって周知
なレギュレート動作を行なうようになっている。すなわ
ち、かかるICレギュレータは、バッテリに接続したオル
タネータの充電端子の電圧が予め設定した調整電圧（例
えば、14.5±0.6Ｖ）に達しない場合には、前記オルタ
ネータに励磁電流を供給して充電を行なわせるが、前記
充電端子の電圧が前記調整電圧を上まわると、前記励磁
電流を減衰させて発電を休止させるという動作を繰り返
し実行するようになっている。

しかして、かかるICレギュレータでは、その調整電圧が
固有の値として予め設定されており、それを変更するに
は、ICレギュレータ内部の回路構成を変えなければなら
ない。そのため、既製のICレギュレータを用いてバッテ
リチャージ量の最適化を図るのは難しい場合がある。

このような不具合に対処するための一方策としては、前
記ICレギュレータの電源入力端子と該ICレギュレータを
駆動するための電源（バッテリ）との間にエンジンスイ
ッチとは別のスイッチング手段を設けておき、このスイ
ッチング手段を電子制御装置等により開閉制御できるよ
うにすることが考えられる。すなわち、ICレギュレータ
に対する駆動電力の供給を停止すると、オルタネータの
回転子巻線に供給されていた励磁電流が消勢して発電が
不能となる。そのため、バッテリ電圧が前記ICレギュレ
ータの調整電圧以下に設定した上限設定値Ｈ（例えば、
13.9Ｖ）を上まわった場合に前記スイッチング手段を非
通電状態に切換える発電停止手段と、前記バッテリ電圧
が前記上限設定値Ｈよりも低位側に設定した下限設定値
Ｌ（例えば、12.4Ｖ）を下まわった場合に前記スイッチ
ング手段を通電状態に切換える発電指令手段とを前記電
子制御装置に内蔵させておけば、第５図に示すようにヒ
ステリシスを持たせた状態でオルタネータをON・OFF制
御することができ、前述した調整電圧を実質的に変更す
ることができる。つまり、このようにすれば、前記電子
制御装置側で任意に設定した上限設定値Ｈおよび下限設
定値Ｌを基準にして、オルタネータの発電機能が発見ま
たは消勢させられ、バッテリ電圧が制御されるわけであ
る。

ところが、このような構成を採用した場合、前記スイッ
チング手段を短い周期でON・OFFさせるとサージ電圧を
生じてICレギュレータ内のトランジスタが破壊してしま
うおそれがある。そのため、単にこれだけのものでは、
バッテリの充電効率が低下する低温時等に、前記オルタ
ネータが、第６図に示すような挙動、つまり、発電と休
止を短い周期で繰り返すような挙動を示すと、ICレギュ
レータが故障し易くなるという問題がある。

なお、オルタネータ制御装置に関する先行技術として、
実公昭５５−１４０４８号や実開昭５７−１９２７３９
号に示されるように、固有の調整電圧とは別にオルタネ
ータの発電量を制御することができるようにしたものが
あるが、ここに開示されているものは、レギュレータ内
部の回路変更を前提としたものであるため、前述した不
都合を総合的に解消することはできない。

［発明が解決しようとする問題点］本発明は、ICレギュレータの調整電圧を変更するには該
ICレギュレータの内部回路を変える必要があり、既製の
或は標準化されたICレギュレータを用いてバッテリチャ
ージ量を所望の値に設定するのは困難であるという問題
点、および、ICレギュレータの駆動電源をON・OFF制御
することによって前記調整電圧を実質的に変更できるよ
うにすると、ICレギュレータ自身の故障を招き易くなる
という問題点を一挙に解消することを目的としている。

［問題点を解決するための手段］本発明は、以上のような目的を達成するために、エンジ
ン（Ａ）に駆動されて発電を行なうオルタネータ（１）
と、このオルタネータ（１）の発電出力を調整するため
のICレギュレータ（２）と、このICレギュレータ（２）
の電源入力端子(IG)と駆動用電源（３）との間に介設し
たスイッチング手段（６）と、オルタネータ（１）に接
続したバッテリ（３）の電圧が前記ICレギュレータ
（２）の調整電圧以下に設定した上限設定値を上まわっ
た場合に前記スイッチング手段（６）を非通電状態に切
換える発電停止手段（Ｂ）と、前記バッテリ（３）の電
圧が前記上限設定値よりも低位側に設定した下限設定値
を下まわった場合に前記スイッチング手段（６）を通電
状態に切換える発電指令手段（Ｃ）と、前記スイッチン
グ手段（６）が通電状態に切換わった時点から一定時間
が経過するまでは前記発電停止手段（Ｂ）によるスイッ
チング手段切換動作を禁止する切換禁止手段（Ｄ）とを
具備してなるものにしたことを特徴とする。

［作用］このような発明によれば、オルタネータ（１）に接続し
たバッテリ（３）の電圧が、前記上限設定値を上まわる
と、発電停止手段（Ｂ）の働きによって前記スイッチン
グ手段（６）が非通電状態に切換えられる。その結果、
前記ICレギュレータ（２）への電力の供給が断たれ、オ
ルタネータ（１）の発電が休止させられる。そして、バ
ッテリ電圧が前記下限設定値を下まわると、発電指令手
段（Ｃ）の働きによって、前記スイッチング手段（６）
が通電状態に切換えられる。その結果、前記ICレギュレ
ータ（２）への電力の供給が再開され、オルタネータ
（１）による発電が行なわれる。したがって、前記上限
設定値と前記下限設定値とを実質的な調整電圧としてレ
ギュレータ動作が行なわれる。なお、オルタネータ
（１）の発電機能が回復した時点から一定時間が経過し
ないうちにバッテリ電圧が前記上限設定値を上まわって
しまた場合には、切換禁止手段（Ｄ）の働きによって発
電停止手段（Ｂ）の作動が禁止されるため、前記スイッ
チング手段（６）は、一定時間が経過するまでは通電状
態に保持される。したがって、バッテリの充電効率が悪
く、オルタネータの発電が再開されると直ちにバッテリ
電圧が上昇してしまうような場合でも、前述の一定時間
よりも短い周期で前記スイッチング手段（６）のON・OF
Fが繰り返されることは起こり得ない。

［実施例］以下、本発明を自動車のバッテリ充電系に適用した場合
の一実施例につき第２図〜第４図を参照して説明する。

第２図は、本発明にかかるオルタネータ制御装置の一実
施例を示しており、１はエンジンＡにより駆動されるオ
ルタネータ、２はICレギュレータ、３はバッテリ、４は
電気的な負荷、５はエンジンスイッチ、６はスイッチン
グ手段たるトランジスタ、７はこのトランジスタ６をON
・OFF動作させる電子制御装置である。そして、この電
子制御装置７が発電停止手段Ｂ、発電指令手段Ｃおよび
切換禁止手段Ｄとしての役割を担っている。

詳述すれば、オルタネータ１は三相星形結線とされた３
つの固定子巻線Ｌ_１〜Ｌ_３に、回転子巻線Ｌ_ｆを設けて
構成されており、３つの固定子巻線Ｌ_１〜Ｌ_３の各相に
はダイオードブリッジＤ_１〜Ｄ_６を設けて、固定子巻線
Ｌ_１〜Ｌ_３に誘起された誘導電圧を全波整流して出力す
る構成になっている。しかして、その充電端子Ｂは、前
記バッテリ３に接続してある。

また、ICレギュレータ２は、２つのトランジスタＴ
_ｒ１、Ｔ_ｒ２をON・OFF制御する構成としており、一方
におトランジスタＴ_ｒ１をON・OFFさせて公知のレギュ
レート動作をする。つまり、実施例のものでは、トラン
ジスタＴ_ｒ１をONさせることによってオルタネータ１の
回転子巻線Ｌ_ｆに励磁電流を流して、オルタネータ１の
固定子巻線Ｌ_１〜Ｌ_３に電流を誘起させて発電を行い、
他方のトランジスタＴ_ｒ２をONさせることによってチャ
ージランプ１１を点灯させる。なお、ダイオードブリッ
ジＤ_１〜Ｄ_６に並列に設けた２つのダイオードＤ_７，Ｄ
_８とより成る直列接続体１２は中性点ダイオードであ
り、オルタネータ１の作動時に固定子巻線Ｌ_１〜Ｌ_３の
中性点に生じる電位変動を還元してエネルギーの有効利
用を図るものである。そして、このICレギュレータ２の
電源入力端子IGを前記トランジスタ６を介して駆動用電
源たるバッテリ３に接続し、このトランジスタ６を電子
制御装置７の出力信号によってON・OFF動作させるよう
にしている。

すなわち、電子制御装置７は、マイクロコンピュータを
主体にして構成されており、その電源端子８は、エンジ
ンスイッチ５を介して前記バッテリ３に接続してある。

そして、この電子制御装置７には、第３図に示すような
プログラムが内蔵させてある。すなわち、まず、ステッ
プ２０で、少なくとも前記バッテリ３の電圧BATを入力
する。次いで、ステップ２１で、オルタネータ１の発電
機能が停止中であるか否かを判断し、発電機能停止中な
ら直接ステップ２４へ移り、発電機能発揮中ならステッ
プ２２へ進む。そして、ステップ２２で、インクリメン
トカウンタCALTONが一定時間、例えば、１秒未満か否か
を判断し、１秒未満の場合には、直接ステップ２８へ移
るが、１秒以上にカウントアップしている場合にはステ
ップ２３へ進む。ステップ２３では、オルタネータ１の
発電機能が停止中であるか否かを判断し、発電機能停止
中ならステップ２４へ進み、発電機能発揮中ならステッ
プ２５へ進む。ステップ２４では、バッテリ３の電圧BA
Tが下限設定値Ｌ（12.4Ｖ）以上か否かを判断し、下限
設定値Ｌ以上ならステップ２６へ移るが、下限設定値Ｌ
を下まわっている場合には、ステップ２８へ進む。一
方、ステップ２３で、オルネータ１の発電機能が停止さ
れていないと判断してステップ２５へ進んだ場合には、
バッテリ３の電圧BATが上限設定値Ｈ（13.9Ｖ）以上か
否かを判断し、上限設定値Ｈに達していない場合には前
記ステップ２８へ進むが、上限設定値Ｈ以上に達してい
る場合にはステップ２６で、前記インクリメントカウン
タCALTONをクリアした後にステップ２７へ進む。ステッ
プ２７では、オルタネータ１の発電機能を休止させるべ
き旨の信号を出力し、前記トランジスタ６を非通電状態
に切換える。一方、前述したステップ２８では、オルタ
ネータ１を発電状態にすべき旨の信号を出し、前記トラ
ンジスタ６を通電状態にする。そして、以上の手順を、
エンジンスイッチ５がONに維持されている間中繰り返し
実行する。

次いで、この実施例の動作を説明する。

（１）エンジンスイッチが「ON」でエンジンが停止して
いる場合エンジンスイッチ５が投入され、スイッチング手段たる
トランジスタ６が通電状態に保持されると、ICレギュレ
ータ２の駆動用電源、つまりバッテリ３の電圧はICレギ
ュレータ２の電源入力端子IGに印加される。そのため、
ICレギュレータ２はこの状態を検出してトランジスタＴ
_ｒ１を駆動する。トランジスタＴ_ｒ１が駆動されると、
バッテリ３の電圧が回転子巻線Ｌ_ｆに印加され、励磁電
流が流れてオルタネータ１に界磁が形成される。しか
し、この状態においてはエンジンが回転していないの
で、オルネータ１は発電せず、したがってＰ端子の電圧
はグランドレベルとなる。その結果、この状態をICレギ
ュレータ２が検出すると、トランジスタＴ_ｒ２が駆動さ
れて、チャージランプ１１を点灯し、バッテリ電源が放
電中であることを知らせる。

（２）エンジンが始動し、オルタネータ１が発電状態に
ある場合エンジンが作動中であって、トランジスタ６が１秒以上
通電状態にある場合には、バッテリ電圧BATが上限設定
値Ｈ（13.9Ｖ）を上まわらない限り、第３図に示す制御
はステップ２２→２３→２５→２８と進行するため、そ
の後もトランジスタ６は通電状態に保持され、オルタネ
ータ１は、発電状態を維持する。この場合には、トラン
ジスタＴ_ｒ２がOFFになってチャージランプ１１が消灯
し、Ｂ端子からバッテリ３に充電電流が流れる。そし
て、バッテリ電圧BATが上昇していき、前述の上限設定
値Ｈを上回ると、第３図に示す制御がステップ２２→２
３→２５→２６→２７と進行するため、トランジスタ６
が非通電状態に切換られ、ICレギュレータ２に対する駆
動電流の供給が遮断され、該ICレギュレータ２内のトラ
ンジスタＴ_ｒ１がOFFになる。これにより、回転子巻線
Ｌ_ｆの励磁電流は、逆起電力吸収用ダイオードＤ_１を経
由して減衰し、Ｂ端子電圧も低下していく。つまり、オ
ルタネータ１の発電機能が休止させられる。

なお、オルタネータ１が発電状態に切換った時点（イン
クリメントカウンタCALTONがクリアされなくなった時
点）から１秒を経過していない場合には、第３図に示す
制御は、ステップ２２→２８と進むため、たとえバッテ
リ電圧BATが前記上限設定値Ｈを上回ってもトランジス
タ６は非通電状態には切換られず、オルタネータ１は発
電を続行することになる。

（３）エンジンが作動中であって、オルタネータ１の発
電が休止している場合前記のようにして、トランジスタ６が非通電状態に切換
られ、オルタネータ１の発電が休止させられている際に
は、第３図に示す制御は、ステップ２０→２１→２４と
進行するため、バッテリ電圧が下限設定値Ｌを上回って
いる間はオルタネータ１の発電が休止され続ける。そし
て、バッテリ電圧BATが前記下限設定値Ｌを下回ると、
制御がステップ２４からステップ２８と進むため、トラ
ンジスタ６が通電状態に切換られ、オルタネータ１の発
電が再開される。

このような構成のものであれば、前述いた上限設定値Ｈ
（13.9Ｖ）と下限設定値Ｌ（12.4Ｖ）を基準にして、オ
ルタネータ１の制御は行なわれることになり、前記ICレ
ギュレータ２の固有の調整電圧（14.5±0.6Ｖ）は、第
３図に示す制御が実行されている限り無効なものにな
る。すなわち、前記上限設定値Ｈを上まわるとICレギュ
レータ２への駆動電力の供給が遮断されるため、前記調
整電圧（14.5±0.6Ｖ）に基く制御は行なわれなくな
り、前記上限設定値Ｈと前記下限設定値Ｌとを実質的な
調整電圧としてレギュレート動作が実行される。しか
も、前記上限設定値Ｈと前記下限設定値Ｌとは、前記IC
レギュレータ２の外部において、任意に設定することが
できる。そのため、ICレギュレータ２の内部回路を一切
変更することなしに、オルタネータ制御用の調整電圧を
実質的に変化させることが可能となり、オルタネータ１
の発電領域を自在に設定することができる。したがっ
て、バッテリチャージ量の要求が個々に異なる各種の車
両に対して、ICレギュレータ２の共通化を図ることがで
きる。

しかも、オルネータ１が発電状態に切換わった後、一定
時間（１秒）が経過するまでに、バッテリ電圧BATが上
限設定値Ｈを上まわるようなことになった場合には、そ
の一定時間が経過するまでの間はトランジスタ６を切換
えず、ICレギュレータ２への電源の供給を続行するよう
にしているので、低温時等のようにバッテリ３の充電効
率が低くバッテリ電圧が敏感に昇降するような場合でも
第６図に示すような周期の短いハンチングは生じない。
すなわち、最悪の場合でも、第４図に示すように一定時
間（１秒）以上の間隔をおいてオルタネータ１のON・OF
Fが繰り返されることになる。そのため、ICレギュレー
タ２への電力供給を断続させてオルタネータ１の制御を
行なっても、サージ電圧が発生してICレギュレータ２内
のトランジスタが破損するという不都合は生じない。

なお、スイッチング手段は、トランジスタに限られない
のは勿論である。

また、上限設定値および下限設定値も前記のものに限ら
れず、要求されるバッテリチャージ量等に応じて適宜設
定すればよい。

［発明の効果］以上詳述したように、本発明は、ICレギュレータの駆動
電源をON・OFF制御することによって該ICレギュレータ
の調整電圧を実質的に変更することができるようにして
いるので、既製の或は標準化されたICレギュレータを用
いてバッテリチャージ量を所望の値に設定することが容
易であり、しかも、短周期のチャタリング動作を禁止出
来るようにしているので、ICレギュレータの駆動電源を
ON・OFF制御してもICレギュレータ自身が故障を起し易
くなるという不都合を招くことがないオルタネータ装置
を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を明示するための全体構成図、第２図は
本発明の一実施例を示す概略的な回路説明図、第３図は
同実施例の制御手順を示すフローチャート図、第４図は
同実施例の作用説明図である。第５図および第６図は、
従来技術を説明するための説明図である。１・・・オルタネータ２・・・ICレギュレータ３・・・駆動用電源（バッテリ）６・・・スイッチング手段（トランジスタ）７・・・電子制御装置Ａ・・・エンジンＢ・・・発電停止手段Ｃ・・・発電指令手段Ｄ・・・切換禁止手段 IG・・・電源入力端子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンに駆動されて発電を行なうオルタ
ネータと、このオルタネータの発電出力を調整するため
のICレギュレータと、このICレギュレータの電源入力端
子と駆動用電源との間に介設したスイッチング手段と、
オルタネータに接続したバッテリの電圧が前記ICレギュ
レータの調整電圧以下に設定した上限設定値を上まわっ
た場合に前記スイッチング手段を非通電状態に切換える
発電停止手段と、前記バッテリの電圧が前記上限設定値
よりも低位側に設定した下限設定値を下まわった場合に
前記スイッチング手段を通電状態に切換える発電指令手
段と、前記スイッチング手段が通電状態に切換わった時
点から一定時間が経過するまでは前記発電停止手段によ
るスイッチング手段切換動作を禁止する切換禁止手段と
を具備してなることを特徴とするオルタネータ制御手
段。