JPH01308135A - 車両用発電制御装置 - Google Patents

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］ 本発明は車両充電発電機の発電を制御して車載バッテリ
の充電状態を良好に維持する発電制御装置に関し、特に
、大きな電気負荷を投入した際の充電発電機の発電量の
急増を抑えて、エンジン低回転時のエンジンストール等
の発生を防止する車両用発電制御装置に関する。

［従来の技術］ 第５図には従来の発電制御装置の一例を示す。

図において、発電制御装置１は、差動増幅器１１、スイ
ッチング制御回路１３、および充電発電機２のロータコ
イル２１の電流をスイッチングするトランジスタ１４等
を有し、上記差動増幅器１１には「＋」入力端子に抵抗
分圧された車載バッテリ３のバッテリ電圧ＶＢがフィー
ドバックされ、「−」入力端子には定電圧回路１５より
定電圧Ｖｒが入力している。

差動増幅器１１は上記定電圧Ｖｒとバッテリ電圧ＶＢの
偏差を増幅した偏差出力１１ａを発し、この偏差出力１
１ａは上記スイッチング制御回路１３を構成するコンパ
レータ１３１の「−」入力端子に入力している。コンパ
レータ１３１の「＋」入力端子には制波発生回路１３２
の出力が入力し、上記コンパレータ１３１がらは、後述
する如く、上記偏差出力１１ａが制波を横切るレベルに
応じてデユーティが変化するパルス出力１３ａが上記ス
イッチングトランジスタ１４に発せられる。

上記デユーティはバッテリ電圧ＶＢが調整電圧Ｖｒより
も低くなると増加するように変化し、これによりスイッ
チングトランジスタ１４の導通率が増大して充電発電機
２のステータコイル２２に発生ずる発電電圧が増し、バ
ッテリ電圧ＶＢが回復せしめられる。

なお、図中、４はバッテリに並列接続された電気負荷、
５はキースイッチである。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来の発電制御装置において、第６図（１）の左半
部に示す如く、電気負荷が一定容量を維持している間は
、バッテリ電圧は殆ど調整電圧ｖｒ近くにあり（第６図
（２＞）、これら電圧の僅かの偏差を増幅した上記偏差
出力１１ａは制波を所定のレベルで横切り（第６図（３
））、コンパレータ１３１のパルス出力１３ａのＯＮテ
゛ニーティは上記電気負荷に対してバッテリ電圧ＶＢを
適正に維持するものとなる（第６図（４））。

ここで、上記電気負荷の容量が急増すると（第６図のＡ
点）、バッテリ電圧ＶＢは調整電圧Ｖｒに対して低下し
、これに伴って偏差出力１１ａのレベルが大きく低下し
て、コンパレータ１３１のパルス出力１３ａのＯＮデユ
ーティは一挙に１゜０％となり、充電発電機２のロータ
コイル２１が全励磁の状態となる。

ロータコイル２１は車両エンジンにより回転駆動されて
いるから、エンジン負荷は急増し、特に近年の如き燃費
低減のなめアイドル回転数を低く抑えている状態では、
エンジン回転が不安定となり、極端な場合にはエンジン
ストールに至ることがある。

本発明はかがる課題を解決するもので、電気負荷量の急
増時に車両エンジンの負担が急激に増大することがない
ように充電発電機の発電量を制御し、エンジンストール
等を未然に防止できる車両用発電制御装置を提供するこ
とを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の構成を図で説明すると、発電制御装置は、車両
充電発電機２のロータコイル２１電流をスイッチングす
るスイッチ手段１４と、車載バッテリ３のバッテリ電圧
ＶＢを一定の調整電圧Ｖｒと比較してその偏差に応じた
偏差出力１１ａを発する偏差算出手段１１と、上記充電
発電機２の発電量を増加せしめるような上記偏差出力１
．１ａの急変時に、急変後の偏差出力１１ａに向けて時
間を有して漸次変化する制限出力１６ａを発する出力制
限手段１２と、偏差出力の上記急変時に、上記制限出力
１６ａが急変後の上記偏差出力１１ａに達するまでの間
、上記制限出力１６ａに応じたデユーティで上記スイッ
チ手段１４を作動せしめるとともに、急変時以外には上
記偏差出力１１ａに応じたデユーティで上記スイッチ手
段１４を作動せしめるスイッチング制御手段１３とを具
備している。

［作用コ 上記構成の装置において、車載電気負荷４が急増すると
バッテリ電圧は低下し、偏差出力１１ａは充電発電機２
の発電量を増加せしめるように急変する。出力制限手段
１２はこの急変を検出すると、漸次変化する上記制限出
力１６ａを発する。

スイッチング制御手段１３は、上記制限出力１６ａが急
変後の上記偏差出力１１ａに達するまでの間、制限出力
１６ａに応じたデユーティで上記スイッチ手段１４を作
動せしめ、これにより、充電発電機２の発電量は急増す
ることなく緩やかにｔＨｎＬ、エンジン回転の変動やエ
ンジンストールの発生が防止される。

上記電気負荷４が一定である場合やこれが急減する場合
には、スイッチ手段１４は偏差出力１１ａに応じたデユ
ーティで作動せしめられ、バッテリ電圧ＶＢの速やかな
定電圧制御がなされる。

Ｕ実施例］ 以下、本発明の一実施例を従来例との相違点を中心に説
明する。

第１図において、差動増幅器１１とスイッチング制御回
８１３との間には、出力制限回路１２が設けてあり、該
出力制限回路１２はクランプ回路１５と制限出力発生回
路１６より構成されている。

そして、上記差動増幅器ＩＵ−の偏差出力１］−ａが上
記クランプ回路１５に入力し、該クランプ回路１５のク
ランプ出力１２ａがスイッチング制御回路１３を構成す
るコンパレータ１３１の「−」入力端子に入力している
。

上記クランプ回路１５の詳細を第２図に示す。

クランプ回路１５はエミッタおよびコレクタを接続した
トランジスタ１５］−１１５２を有し、これらのエミッ
タ電流は電流ミラー回１１＠　１５　Ｂにより定電流源
１５７の電流値に維持されている。そして、上記エミッ
タの電圧がクランプ出力１２ａである。　上記各トラン
ジスタ１５１．１５２のベースはそれぞれ定電流源１５
６．１５７に接続されるとともに、トランジスタ１５４
．１５５のエミッタに接続されている。各トランジスタ
１５４．１５５のベースにはそれぞれ偏差出力１１ａと
制限出力発生回路１６の制限出力１６ａが入力している
。

かかる構成により、上記偏差出力１１ａと制限出力１６
ａのうち、より高いものが上記クランプ出力１２ａとし
て現れる。すなわち、偏差出力１１ａ＞制限出力１６ａ
の場合には、クランプ出力１２ａの電圧は、出力１１ａ
の電圧→−雷電圧ＢＥＩ（トランジスタ１５４のベース
・エミッタ間〉−電圧■ＢＥ２（トランジスタ１５１の
ベース・エミッタ間）となる。そこで、ＶＢＥ１＝ＶＢ
Ｅ２となるように上記定電流源１５６の電流値を設定し
ておけば、クランプ出力１２ａの電圧は偏差出力１１ａ
の電圧と等しくなる。

同様にして、定電流源１５８の電流値を適当に設定する
と、偏差出力１１ａ〈制限出力１６ａの場合には、クラ
ンプ出力１２ａの電圧は制限出力１６ａの電圧と等しく
なる。

制限出力発生回ｆｆ！１６の詳細を第３図に示す。

該回＃１１６は発振回路１６１、サンプルホールド（Ｓ
／Ｈ）回路１６２、および分圧抵抗１６３．１６４より
構成され、Ｓ／Ｈ回路１６２にクランプ出力１２ａが入
力し、Ｓ／Ｈ回路１６２の出力を分圧したものが制限出
力１６ａとして発せられる。

上記Ｓ／Ｈ回路１．６２は発振回路１６１のパルス出力
により一定周期（例えば０．２秒）毎に作動せしめられ
て、この時のクランプ出力１２ａをサンプリングしホー
ルドする。ホールドされたサンプリング出力１２ａは分
圧されてやや低い（例えば０．１Ｖ程度）電圧となり、
制限出力１６ａとなる。

かかる構成の発電制御装置の作動を第４図を中心に説明
する。

電気負荷４が一定容量を維持している間（第４図（１）
の左半部）は、バッテリ電圧ＶＢはほぼ調整電圧Ｖｒ付
近にあり（第４図（２＞）、差動増幅器１１の偏差出力
１１ａはかかるバッテリ電圧ＶＢを良好に維持するレベ
ルにある。制限出力発生回路１６で発生せしめられる制
限出力１６ａは、上記偏差出力１１ａに対°して低くな
っており、クランプ出力１２ａは上記偏差出力１１ａと
同レベルで゛あり（第４図（３））、このクランプ出力
１２ａが調波を横切るレベルに応じたパルス出力１３ａ
がコンパレータ１３１より発せられて（第４図（４））
、充電発電機２の発電量が適正に保たれる。

電気負荷の容量が急増すると（第４図（１）Ａ点）バッ
テリ電圧ＶＢは低下しく第４図（２）〉、これに応じて
偏差出力１１ａのレベルは大きく低下して（第４図（３
））、上記制限出力１６ａよりも低くなる。しがして、
クランプ出力１２ａのレベルはこの時の制限出力１．６
ａと同レベルとなり、急変前の偏差出力１１ａに対して
やや低下する。これに伴って、上記パルス出力１３ａの
ＯＮデユーティはやや大きくなる（第４図（４））。

低下した上記クランプ出力１２ａに対してやや低い制限
出力１６ａが発生せしめられ、クランプ回Ｆ＠１５にて
偏差出力１１ａと比較される。制限出力１６ａが偏差出
力１１ａのレベルまで低下していない場合には、クラン
プ出力１２ａは上記低下した制限出力１６ａのレベルま
で低下せしめられる。

このようにして、制限出力発生回＃１１６のＳ／Ｈ回路
１６２が一定周期で作動する毎に、より低い制限出力１
６ａが発せられて、これに伴ってクランプ出力１２ａの
レベルが低下し、パルス出力１３ａのＯＮデユーティが
次第に増大して充電発電機２の発電量が上記周期毎に増
加せしめられる。

発電量の増加によりバッテリ電圧ＶＢは調整電圧Ｖｒに
向けて回復し、偏差出力１１ａは次第にそのレベルが上
昇する。しかして、上記制限出力１６ａのレベルが偏差
出力１１ａのレベルを下回ると、クランプ出力１２　ａ
のレベルは偏差出力１１ａのレベルに切り替えられ、バ
ッテリ電圧ＶＢが調整電圧にほぼ一致した状態で再び偏
差出力１１ａによりパルス出力１３ａのデユーティが制
御される。

電気負荷量の急減時には、偏差出力１１ａのレベルは急
上昇し、クランプ出力１２ａのレベルも上記偏差出力１
１ａに追従して上昇する結果、充電発電機２の発電量は
速やかに減少せしめられてバッテリ電圧ＶＢを調整電圧
Ｖｒ近くに抑える。

上記実施例では、出力制限回路をクランプ回路と制限出
力発生回路で構成したが、時間を有して漸次変化する制
限出力を発する他のハード回路、あるいはコンピュータ
ソフトによっても実現することができる。

［発明の効果］ 本発明の発電制御装置は、充電発電機の発電量を増加せ
しめるような偏差出力の急変時に、急変後の偏差出力に
向けて時間を有して漸次変化する制限出力によりスイッ
チ手段の作動デユーティを制御するようになしなことに
より、電気負荷量急増時における充電発電機の発電量の
急増を抑制し、これにより、回転トルクが小さい状態に
おけるエンジンの回転変動やエンジンストールを効果的
に防止できる。

上記発電制御装置は、電気負荷量の急増を偏差出力の急
変により検出するものであるから、上記電気負荷量が充
電発電機の発電量を越えない範囲内で急増した場合にも
、これを確実に検出して発電量の漸増を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の一実施例を示し、第１図
は発電制御装置の全体回路図、第２図および第３図はそ
れぞれ出力制限回路を構成するクランプ回路および制限
出力発生回路の回路図、第４図は装置の作動を示す信号
タイムチャート、第５図および第６図は従来例を示し、
第５図は発電制御装置の全体回路図、第６図は装置の作
動を示す信号タイムチャートである。 １・・・発電制御装置 １１・・・差動増幅器（偏差算出手段）１２・・・出力
制限回路 １３・・・スイッチング制御回路 １３１・・・コンパレータ １．３２・・・調波発生回路 １４・・・スイッチングトランジスタ（スイッチ手段） １５・・・クランプ回路 １６・・・制限出力発生回路 ２・・・充電発電機 ２１・・・ロータコイル ３・・・車載バッテリ ４・・・電気負荷

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 車両充電発電機のロータコイル電流をスイッチングする
   スイッチ手段と、車載バッテリのバッテリ電圧を一定の
   調整電圧と比較してその偏差に応じた偏差出力を発する
   偏差算出手段と、上記充電発電機の発電量を増加せしめ
   るような上記偏差出力の急変時に、急変後の偏差出力に
   向けて時間を有して漸次変化する制限出力を発する出力
   制限手段と、偏差出力の上記急変時に、上記制限出力が
   急変後の上記偏差出力に達するまでの間、上記制限出力
   に応じたデューティで上記スイッチ手段を作動せしめる
   とともに、急変時以外には上記偏差出力に応じたデュー
   ティで上記スイッチ手段を作動せしめるスイッチング制
   御手段とを具備する車両用発電制御装置。