JPS60167627A - オルタネ−タの異常警報装置 - Google Patents
オルタネ−タの異常警報装置Info
- Publication number
- JPS60167627A JPS60167627A JP59021844A JP2184484A JPS60167627A JP S60167627 A JPS60167627 A JP S60167627A JP 59021844 A JP59021844 A JP 59021844A JP 2184484 A JP2184484 A JP 2184484A JP S60167627 A JPS60167627 A JP S60167627A
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- JP
- Japan
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- alternator
- field coil
- current
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- brush
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
く技術分野）
本発明はオルタネータにおけるスリップリングとブラシ
間の摩耗等による発電能力低下を警報する装置に関する
。
間の摩耗等による発電能力低下を警報する装置に関する
。
〈背景技術〉
第１図及び第２図に基づいてオルタネータの作用を簡単
に説明する。
に説明する。
第１図において、■はオルタネータでステータコイル２
、フィールドコイル３、整流回路４及びＩＣレギュレー
タ５より構成されている。
、フィールドコイル３、整流回路４及びＩＣレギュレー
タ５より構成されている。
このオルタネータ１の作用は、エンジン駆動軸の回転に
より補機駆動用ベルトを介してフィールドコイル３が回
転すると、三相のステータコイル２に交流電流が発生し
それを整流回路４で整流してバッテリ６及び他の車両電
気負荷に電流を供給する。ここで、発電電圧はＩＣレギ
ュレータ５のトランジスタ′１゛１ のオン・オフ動作
によりフィールドコイル２への通電をオン・オフ制御す
ることにより常に１４Ｖ前後に調整されるようになって
いる。
より補機駆動用ベルトを介してフィールドコイル３が回
転すると、三相のステータコイル２に交流電流が発生し
それを整流回路４で整流してバッテリ６及び他の車両電
気負荷に電流を供給する。ここで、発電電圧はＩＣレギ
ュレータ５のトランジスタ′１゛１ のオン・オフ動作
によりフィールドコイル２への通電をオン・オフ制御す
ることにより常に１４Ｖ前後に調整されるようになって
いる。
このようなオルタネータ１では、フィールドコイル３が
回転するため、フィールドコイル３への通電は第２図に
示す如くブラシ７からフィールドコイル３の回転軸３ａ
に取りイ」けたスリップリング８を介して行なわれる。
回転するため、フィールドコイル３への通電は第２図に
示す如くブラシ７からフィールドコイル３の回転軸３ａ
に取りイ」けたスリップリング８を介して行なわれる。
従って、ブラシ７はオルタネータｌの使用に従い摩耗す
るため、ブラシ７をスリップリング８に常時押圧するス
プリング９を設はブラシ７が摩耗して短くなっても、ブ
ラシ７とスリップリング８の接触を保つように構成され
ている。
るため、ブラシ７をスリップリング８に常時押圧するス
プリング９を設はブラシ７が摩耗して短くなっても、ブ
ラシ７とスリップリング８の接触を保つように構成され
ている。
そこで、従来ではこのブラシ７の摩耗限界を表示して運
転者に知らせるようにしたオルタネータの異常警報装置
が提案されている（実開昭５８−１２−１１６９号公報
）。即ち、ブラシ７のストローク量を検出（例えばブラ
シ７の基端位置への変位量をマイクロスイッチ等で検出
する）し、一定値以上になったら警報を発するようにな
っているしかしながら、このような従来の異常警報装置
では、ブラシ７とスリップリング８との間の接触不良等
の異常は検出することができず、フィールドコイル３へ
の電流供給不足により発電量が不足し、バッテリの充電
不足が生じても気付かずバッテリ上がりが発生ずる恐れ
があるという問題を有している。
転者に知らせるようにしたオルタネータの異常警報装置
が提案されている（実開昭５８−１２−１１６９号公報
）。即ち、ブラシ７のストローク量を検出（例えばブラ
シ７の基端位置への変位量をマイクロスイッチ等で検出
する）し、一定値以上になったら警報を発するようにな
っているしかしながら、このような従来の異常警報装置
では、ブラシ７とスリップリング８との間の接触不良等
の異常は検出することができず、フィールドコイル３へ
の電流供給不足により発電量が不足し、バッテリの充電
不足が生じても気付かずバッテリ上がりが発生ずる恐れ
があるという問題を有している。
〈発明の目的〉
本発明は上記の実情に鑑みてなされたので、フィールド
コイルの電流状態、例えば定常電流値或いは電流値の時
間変化（時定数等）を検出して予め定めた基準電流状態
と比較し異常時には警報させることにより、スリップリ
ングとブラシ間の接触不良等に伴なうオルタネータの能
力低下を速やカニ検出シハッテリ上がりを未然に防止す
ることを目的とする。
コイルの電流状態、例えば定常電流値或いは電流値の時
間変化（時定数等）を検出して予め定めた基準電流状態
と比較し異常時には警報させることにより、スリップリ
ングとブラシ間の接触不良等に伴なうオルタネータの能
力低下を速やカニ検出シハッテリ上がりを未然に防止す
ることを目的とする。
〈発明の概要〉
このため、オルタネータのフィールドコイルへの通電を
オン・オフ制御する制御手段と、フィールドコイル通電
時の電流状態を検出する検出手段と、該検出された電流
状態を予め定めた基準電流状態と比較して異常が正常か
を判定する判定手段と、該判定手段が異常と判定したと
き警報を発する警報手段とを設けて構成した。
オン・オフ制御する制御手段と、フィールドコイル通電
時の電流状態を検出する検出手段と、該検出された電流
状態を予め定めた基準電流状態と比較して異常が正常か
を判定する判定手段と、該判定手段が異常と判定したと
き警報を発する警報手段とを設けて構成した。
〈実施例〉
以下、本発明の詳細な説明する。
第３図は本発明の１実施例の構成図を示す。尚、従来の
ものと同一部分には同一符号をイ」シて説明を省略する
。
ものと同一部分には同一符号をイ」シて説明を省略する
。
第３図に君いて、１１はオルタネータ１の出力状態とは
無関係にフィールドコイル３の通電をオン・オフ制御す
る制御手段としての制御回路で、２つのトランジスタＴ
ヶ、Ｔｇ及び前記オン・オフ制御用の信号ＣＡ、Ｃ，を
出力する制御信号出力回路１２で構成されている。１３
はトランジスタＴ、のエミッタとアース間に接続されフ
ィールドコイル３に流れた電流値を検出するためのフィ
ールドコイル電流検出用抵抗で、抵抗分子。とインダク
タンス分Ｌ０の等価回路で表わされるフィールドコイル
３の前記抵抗分子０の抵抗値に比べて非常に小さい抵抗
値のものである。１４はフィールドコイル３の定常電流
値（ピーク値）を算出する電流状態検出手段としての定
常電流値算出回路である。１５は前記算出回路１４で算
出した電流値を予め定めた基準状態での値に補正する電
圧・温度補正回路である。１６は前記補正回路１５で補
正された定常電流補正値と、予め定めた基準値（本実施
例では前記定常電流値の初期値）とを比較して異常か正
常かを判定する判定手段としての比較回路で、検出した
定常電流補正値と初期値との差が所定値以上になったと
きに異常信号を出力する。１７は比較回路１６から異常
信号が出力されときに警報を発する警報回路である。尚
、第３図中Ｒ１，’Ｒ２は抵抗、Ｔｔはトランジスタ、
ＺＤはツェナダイオードを示す。
無関係にフィールドコイル３の通電をオン・オフ制御す
る制御手段としての制御回路で、２つのトランジスタＴ
ヶ、Ｔｇ及び前記オン・オフ制御用の信号ＣＡ、Ｃ，を
出力する制御信号出力回路１２で構成されている。１３
はトランジスタＴ、のエミッタとアース間に接続されフ
ィールドコイル３に流れた電流値を検出するためのフィ
ールドコイル電流検出用抵抗で、抵抗分子。とインダク
タンス分Ｌ０の等価回路で表わされるフィールドコイル
３の前記抵抗分子０の抵抗値に比べて非常に小さい抵抗
値のものである。１４はフィールドコイル３の定常電流
値（ピーク値）を算出する電流状態検出手段としての定
常電流値算出回路である。１５は前記算出回路１４で算
出した電流値を予め定めた基準状態での値に補正する電
圧・温度補正回路である。１６は前記補正回路１５で補
正された定常電流補正値と、予め定めた基準値（本実施
例では前記定常電流値の初期値）とを比較して異常か正
常かを判定する判定手段としての比較回路で、検出した
定常電流補正値と初期値との差が所定値以上になったと
きに異常信号を出力する。１７は比較回路１６から異常
信号が出力されときに警報を発する警報回路である。尚
、第３図中Ｒ１，’Ｒ２は抵抗、Ｔｔはトランジスタ、
ＺＤはツェナダイオードを示す。
次に第４図〜第６図に基づいて作用を説明する。
本実施例では、フィールド」イル３を流れる電流のピー
ク値を検出してオルタネータｌの異常を検出するように
しており、前記電流値の検出を容易にするため制御回路
１１を用いてフィールドコイル３への通電を強制的にオ
ン・オフ制御している。
ク値を検出してオルタネータｌの異常を検出するように
しており、前記電流値の検出を容易にするため制御回路
１１を用いてフィールドコイル３への通電を強制的にオ
ン・オフ制御している。
まず、制御回路１１の制御信号出力回路１２からトラン
ジスタ”Ｉ’、、Ｔ、にそれぞれ出力される制御信号Ｃ
Ａ、ＣＩ＋をレギュレータサイクル中の任意の時間ｔ１
においてｃＡ＝１．Ｃ，＝Ｏとすると、トランジスタ′
Ｉ゛、がオンとなりオルタネータ１の出力電圧Ｖ、（第
３図中ａ点の電圧）の如何にかかわらず、一時的にＩＣ
レギュレータ５のトランジスタ１゛１がオフとなりフィ
ールドコイル電流ＩｆはＯとなる。次に前記電流Ｉｆが
殆ど０となった後、時間ｔ２において、ＣＡ ＝０．、
ＣＩ＋ ＝１の制御信号を出力すると、トランジスタ
Ｔ＾がオフ、トランジスタＴ、がオンとなり、オルタネ
ータｌの出力電圧Ｖ８の如何にかがねらずトランジスタ
Ｔ２がオフとなってトランジスタＴ１がオンとなり、電
流Ｉｆはフィールドコイル３の時定数（Ｌ。
ジスタ”Ｉ’、、Ｔ、にそれぞれ出力される制御信号Ｃ
Ａ、ＣＩ＋をレギュレータサイクル中の任意の時間ｔ１
においてｃＡ＝１．Ｃ，＝Ｏとすると、トランジスタ′
Ｉ゛、がオンとなりオルタネータ１の出力電圧Ｖ、（第
３図中ａ点の電圧）の如何にかかわらず、一時的にＩＣ
レギュレータ５のトランジスタ１゛１がオフとなりフィ
ールドコイル電流ＩｆはＯとなる。次に前記電流Ｉｆが
殆ど０となった後、時間ｔ２において、ＣＡ ＝０．、
ＣＩ＋ ＝１の制御信号を出力すると、トランジスタ
Ｔ＾がオフ、トランジスタＴ、がオンとなり、オルタネ
ータｌの出力電圧Ｖ８の如何にかがねらずトランジスタ
Ｔ２がオフとなってトランジスタＴ１がオンとなり、電
流Ｉｆはフィールドコイル３の時定数（Ｌ。
／ｒ０）で増加していき定常電流値Ｉｆ、に落着く３こ
こで、前記定常電流値１ｆｐは、オルタネータＩのｂ点
におけるレギュレータ出力電圧を■し、トランジスタＴ
、のコレクタ・エミッタ間の飽和電圧をＶＣＥｉａｔｌ
とすると、 １ ｆｐ−（ＶＬ ＶＣＥ（ｓｓｔｌ ） ／ ｒ ｏ
で表わされる。
こで、前記定常電流値１ｆｐは、オルタネータＩのｂ点
におけるレギュレータ出力電圧を■し、トランジスタＴ
、のコレクタ・エミッタ間の飽和電圧をＶＣＥｉａｔｌ
とすると、 １ ｆｐ−（ＶＬ ＶＣＥ（ｓｓｔｌ ） ／ ｒ ｏ
で表わされる。
フィールドコイル３に流れるフィール電流Ｉｆが定常電
流値１ｆｐに落着いたところで定常電流値算出回路１４
でこのＩｆｐを算出した後、電圧・温度補正回路Ｉ５に
より基準状態での値に補正する。即ち、Ｉｆｐ測定時の
■、及びレギュレータ５の温度により変化するＶＣＥ（
ｓＲｔ）を基準状態に換算したものでＩｆｐを補正する
。
流値１ｆｐに落着いたところで定常電流値算出回路１４
でこのＩｆｐを算出した後、電圧・温度補正回路Ｉ５に
より基準状態での値に補正する。即ち、Ｉｆｐ測定時の
■、及びレギュレータ５の温度により変化するＶＣＥ（
ｓＲｔ）を基準状態に換算したものでＩｆｐを補正する
。
例えば、基準状態をＶＬ ＝１４Ｖ、ＶｃＥ＋ｓａｔ＋
＝１．２ｖとし、補正値をＩ ｆｐ’ とすると、Ｉ
ｆＰ’ ”’ ＬｆｐＸ （１４１，２）／ （ＶＬ
−’ＶｃＥ＋５ａｔ） ）となる。尚、ＶＣｌ２（ｓａ
ｔ） は実測しなくとも常温時のＶＣＥ（ｉ口）を温度
係数（ｍ ’Ｖ ／ ”Ｃ）と測温値から補正してめる
ことができる。
＝１．２ｖとし、補正値をＩ ｆｐ’ とすると、Ｉ
ｆＰ’ ”’ ＬｆｐＸ （１４１，２）／ （ＶＬ
−’ＶｃＥ＋５ａｔ） ）となる。尚、ＶＣｌ２（ｓａ
ｔ） は実測しなくとも常温時のＶＣＥ（ｉ口）を温度
係数（ｍ ’Ｖ ／ ”Ｃ）と測温値から補正してめる
ことができる。
このようにしてめられるＩ ｆｐ’ はオルタネータ１
の使用期間が長くなったり、機械的なストレスによりブ
ラシ７とスリップリング８との間の接触抵抗が大きくな
ると減少してくる。
の使用期間が長くなったり、機械的なストレスによりブ
ラシ７とスリップリング８との間の接触抵抗が大きくな
ると減少してくる。
即ち、使用初期ではフィールドコイル３は第５図に示す
ようなフィールドコイル自身のインダクタンスＬと抵抗
ｒとの等価回路で表されていたものが、接触抵抗が無視
できない程度に大きくなるとその等価回路は第６図に示
す如くインダクタンスＬと抵抗ｒに更に接触抵抗ｒ′が
加わってくる。
ようなフィールドコイル自身のインダクタンスＬと抵抗
ｒとの等価回路で表されていたものが、接触抵抗が無視
できない程度に大きくなるとその等価回路は第６図に示
す如くインダクタンスＬと抵抗ｒに更に接触抵抗ｒ′が
加わってくる。
従って、検出されるフィールド電流の定常電流値Ｉｆｐ
は、初期にはＩｆｐ＝ （ｖＬ、Ｖｃｉ＋ｓ＋＋ｔ＋
） ／ｒであったものが長期使用後にはＩｆｐ＝ （Ｖ
Ｌ ＶＣＥ（ｓｍｔｌ ＞ ／ （ｒ ＋ ｒ ’ ）
となりｒ゛の増加と共に次第に減少して（る− このため、任意の使用期間毎にＩｆｐを計測し、このＩ
ｆｐの補正値１ ｆｐ’ と初期値１ｆｐｏとを比較回
路１６で比較し、その差が所定値以上になった時にオル
タネータｌは異常であると判定し警報回路１７を駆動し
て警報を発し運転者に知らせる。
は、初期にはＩｆｐ＝ （ｖＬ、Ｖｃｉ＋ｓ＋＋ｔ＋
） ／ｒであったものが長期使用後にはＩｆｐ＝ （Ｖ
Ｌ ＶＣＥ（ｓｍｔｌ ＞ ／ （ｒ ＋ ｒ ’ ）
となりｒ゛の増加と共に次第に減少して（る− このため、任意の使用期間毎にＩｆｐを計測し、このＩ
ｆｐの補正値１ ｆｐ’ と初期値１ｆｐｏとを比較回
路１６で比較し、その差が所定値以上になった時にオル
タネータｌは異常であると判定し警報回路１７を駆動し
て警報を発し運転者に知らせる。
このようにすれば、従来検出できなかった、ブラシ７と
スリップリング８間の摩耗等による接触不良或いは当り
不良、ブラシ７が一部欠けることによる接触面積の低下
等の異常を検出できるので、かかる異常によるオルタネ
ータ１の能力低下を速やかに知ることができるため、バ
ッテリ上がりを未然に防止できる。
スリップリング８間の摩耗等による接触不良或いは当り
不良、ブラシ７が一部欠けることによる接触面積の低下
等の異常を検出できるので、かかる異常によるオルタネ
ータ１の能力低下を速やかに知ることができるため、バ
ッテリ上がりを未然に防止できる。
尚、本実施例では、オルタネータの異常検出の判断に用
いるフィールドコイルの電流状態としてフィールドコイ
ルの定常電流値（ピーク値）を用いたが、例えばフィー
ルドコイルの通電回路の時定数（Ｌｏ ／ｒｏ ）の変
化度等により異常を検出するようにしてもよい。また、
フィールド電流検出用として抵抗の代わりに電流検出用
のピンクアンプコイルを用いれば、検出部での電力損失
を防ぐことができより精度を高めることができる。更に
、レギュレータ部と本発明の要部とを一体化してオルタ
ネータに組み込むようにしてもよい。更に加えて使用期
間とフィールドコイルの電流状態の変化度合とを算出す
ることにより、異常に短期 □間で能力不足を検出した
ときには、通常のブラシとスリップリング間の摩耗劣化
による異常とは区別してオルタネータの故障診断を行う
ことも可能である。
いるフィールドコイルの電流状態としてフィールドコイ
ルの定常電流値（ピーク値）を用いたが、例えばフィー
ルドコイルの通電回路の時定数（Ｌｏ ／ｒｏ ）の変
化度等により異常を検出するようにしてもよい。また、
フィールド電流検出用として抵抗の代わりに電流検出用
のピンクアンプコイルを用いれば、検出部での電力損失
を防ぐことができより精度を高めることができる。更に
、レギュレータ部と本発明の要部とを一体化してオルタ
ネータに組み込むようにしてもよい。更に加えて使用期
間とフィールドコイルの電流状態の変化度合とを算出す
ることにより、異常に短期 □間で能力不足を検出した
ときには、通常のブラシとスリップリング間の摩耗劣化
による異常とは区別してオルタネータの故障診断を行う
ことも可能である。
〈発明の効果〉
以上述べたように本発明によれば、オルタネータのフィ
ールドコイルに流れる電流を適宜測定しそのフィールド
電流状態に基づいてオルタネータの異常を検出し異常時
に警報する構成としたので、従来検出できなかったオル
タネータのブラシとスリップリング間の接触不良等に伴
なうオルタネータの能力低下を検出できる。従って、バ
ッテリの充電不足等によるバッテリ上がりを未然に防止
でき運転安全性を向上できる。
ールドコイルに流れる電流を適宜測定しそのフィールド
電流状態に基づいてオルタネータの異常を検出し異常時
に警報する構成としたので、従来検出できなかったオル
タネータのブラシとスリップリング間の接触不良等に伴
なうオルタネータの能力低下を検出できる。従って、バ
ッテリの充電不足等によるバッテリ上がりを未然に防止
でき運転安全性を向上できる。
第１図はオルタネータの作用を説明するための構成図、
第２図は同上オルタネータのブラシとスリップリング部
の拡大図、第３図は本発明の１実施例を示す構成図、第
４図は同上実施例の作用を説明するためのタイムチャー
ト、第５図及び第６図はフィールドコイルの等価回路図
で、第５図は正常時の場合、第６図は異常時の場合をそ
れぞれ示す。 工・・・オルタネータ ３・・・フィールドコイル５・
・・ＩＣレギュレータ ７・・・ブラシ ８・・・スリ
ップリング １１・・・制御回路 １３・・・フィール
ド電流検出用抵抗 １４・・・定常電流値算出回路１６
・・・比較回路 １７・・・警報回路特許出願人 日産
自動車株式会社 代理人 弁理士 笹 島 冨二雄 第３図 １ 第４図 し し ｒ ｒ″ α−−’ｌ−一々＾−−−−Ｑ
第２図は同上オルタネータのブラシとスリップリング部
の拡大図、第３図は本発明の１実施例を示す構成図、第
４図は同上実施例の作用を説明するためのタイムチャー
ト、第５図及び第６図はフィールドコイルの等価回路図
で、第５図は正常時の場合、第６図は異常時の場合をそ
れぞれ示す。 工・・・オルタネータ ３・・・フィールドコイル５・
・・ＩＣレギュレータ ７・・・ブラシ ８・・・スリ
ップリング １１・・・制御回路 １３・・・フィール
ド電流検出用抵抗 １４・・・定常電流値算出回路１６
・・・比較回路 １７・・・警報回路特許出願人 日産
自動車株式会社 代理人 弁理士 笹 島 冨二雄 第３図 １ 第４図 し し ｒ ｒ″ α−−’ｌ−一々＾−−−−Ｑ
Claims (1)
- オルタネータのフィールドコイルへの通電をオン・オフ
制御する制御手段と、フィールドコイル通電時の電流状
態を検出する検出手段と、該検出された電流状態を予め
定めた基準電流状態と比較して異常か正常かを判定する
判定手段と、該判定手段が異常と判定したとき警報を発
する警報手段とを備えたことを特徴とするオルタネータ
の異常警報装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59021844A JPS60167627A (ja) | 1984-02-10 | 1984-02-10 | オルタネ−タの異常警報装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59021844A JPS60167627A (ja) | 1984-02-10 | 1984-02-10 | オルタネ−タの異常警報装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60167627A true JPS60167627A (ja) | 1985-08-31 |
Family
ID=12066396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59021844A Pending JPS60167627A (ja) | 1984-02-10 | 1984-02-10 | オルタネ−タの異常警報装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60167627A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013529885A (ja) * | 2010-06-25 | 2013-07-22 | ヴァレオ エキプマン エレクトリク モトゥール | 車両におけるオルタネータスタータのブラシの摩耗を検出する方法 |
-
1984
- 1984-02-10 JP JP59021844A patent/JPS60167627A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013529885A (ja) * | 2010-06-25 | 2013-07-22 | ヴァレオ エキプマン エレクトリク モトゥール | 車両におけるオルタネータスタータのブラシの摩耗を検出する方法 |
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