JPH0648400U - 車両用交流発電機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 車両の電気負荷９の投入時に、交流発電機１
の出力電流の変化を徐々に行なわせ、交流発電機１の駆
動トルクの急増を防止する事により、機関の回転数の落
ち込み、車両操縦者に対する不快感を与えることを防止
するとともに蓄電池７の放電を極力抑えることを目的と
する。 【構成】 車両の電気負荷９の投入時等、交流発電機１
の出力電圧が所定値以下になったとき、出力トランジス
タ308 の導通率を所定量上昇させた後、徐々に上昇させ
る手段を設けた。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、車両用交流発電機の制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

図４は従来装置を示す回路図であり、図に於いて、１は車両に装置された図示 しない機関により駆動される交流発電機であり、電機子コイル101 と界磁コイル 102 を有している。２は上記交流発電機１の交流出力を全波整流する整流器であ り、出力端201,202,203 を有している。201 は主整流出力端、202 は上記界磁コ イル102 の励磁電流を流す補助整流出力端、203 は接地端、３は上記発電機の発 生電圧を検出して界磁コイル102 の励磁電流を断続制御し、発電機の発生電圧を 所定値に制御する電圧調整器であり、次の各部により構成されている。301 302 は発電機の発生電圧を分圧する分圧抵抗、303,304 は定電圧源(A) の電圧を分 圧して基準電圧を構成する分圧抵抗、305 は301,302 で分圧された発電機の発生 電圧と、303,304 で分圧された基準電圧とを比較する比較器でありこれらによっ て発電機の発生電圧を検出する。

【０００３】 306 は比較器305 の出力に応じて断続されるトランジスタ、307 はトランジス タ306 のベース抵抗、308 は出力トランジスタであり、トランジスタ306 により 断続制御され、界磁コイル102 の界磁電流を制御する。309 は出力トランジスタ 308 のベース抵抗、310 は界磁コイル102 に並列に接続され、界磁コイル102 に 発生する断続サージを吸収するダイオードである。７は車両に装着され上記発電 機１の整流出力により充電される蓄電池、８はキースイッチ、９は車両の電気負 荷、10は電気負荷スイッチ、11は逆流防止ダイオード、12は界磁コイル102 の初 期励磁用抵抗である。

【０００４】 次に動作について説明する。機関の始動に際して、キースイッチ８が閉じられ ると、蓄電池７から、キースイッチ８，逆流防止ダイオード11，初期励磁用抵抗 12，出力トランジスタ308 のベース抵抗309 を介して出力トランジスタ308 にベ ース電流が流れ、該出力トランジスタ308 は導通する。該出力トランジスタ308 が導通すると、蓄電池７からキースイッチ８，逆流防止ダイオード11，初期励 磁用抵抗12，界磁コイル102 ，出力トランジスタ308 を介して、界磁コイル102 に界磁電流が流れて、発電機１は発電可能な状態となる。

【０００５】 次に機関が始動され発電機１が回転駆動され発電を開始すると、電圧調整器３ は発電機１の発生電圧を分圧抵抗301 302 と分圧抵抗303 304 からなる基準電圧 と比較器305 で比較しており、発電機１の発生電圧を分圧抵抗301 302 で分圧し た電圧が、定電圧源(A) の電圧を分圧抵抗303 304 で設定した所定値を超えると 、比較器305 は導通状態から遮断状態となり、比較器305 の出力に応じて断続さ れるトランジスタ306 は導通する。逆に発電機１の発生電圧を分圧抵抗301 302 で分圧した電圧が分圧抵抗303 304 とで設定した所定値以下となると、比較器 305 は遮断状態から導通状態となりトランジスタ306 は導通から遮断となる。以 上の上記トランジスタ306 の断続により出力トランジスタ308 が断続され、界磁 コイル102 に流れる界磁電流を断続制御して、発電機１の発生電圧を所定値に調 整している。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、この様な従来装置に於いては、車両の電気負荷が軽負荷状態である 時に、比較的大きな車両の電気負荷９がスイッチ10により導通され発電機１の出 力電流が急増した場合、発電機１の駆動トルクが増大するため、発電機１を駆動 する機関の回転数の落ち込み又は車両の操縦者に対して不快感を与えるという問 題点があった。

【０００７】 この考案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、車両の電気 負荷の投入時に、発電機の出力電流の変化を徐々に行なわせ、発電機の駆動トル クの急増を防止する事により、機関の回転数の落ち込み、車両操縦者に対する不 快感を与えることを防止するとともに蓄電池の放電を極力抑える事ができる交流 発電機の制御装置を得ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

界磁コイルを有する車両用の交流発電機の出力電圧を検出して信号電圧を発す る検出回路と、上記信号電圧を平滑して平滑電圧を出力する平滑回路と、一定周 期で三角波状電圧を発生する三角波発振器と、上記三角波状電圧と上記平滑回路 からの平滑電圧とを比較してパルス幅が漸次変化するパルス幅変調波を出力する 比較器と、上記パルス幅変調波に基づき上記界磁コイルに供給する界磁電流を断 続制御する半導体開閉素子と、上記交流発電機の出力電圧が所定値以下になった とき上記半導体開閉素子の導通率を所定量上昇させた後、徐々に上昇させる手段 とを備えたものである。

【０００９】

【作用】

この考案に於ける平滑回路は、検出回路の動作の追従性を遅らせているため、 車両の電気負荷が投入されても、半導体開閉素子は、検出回路の断続動作を行な わず、平滑回路と三角波状電圧とを比較する比較器の断続動作を検出回路の動作 レベルまで行う。また、車両の電気負荷が投入され、交流発電機の出力電圧が所 定値以下になったとき、半導体開閉素子の導通率を所定値上昇させた後、徐々に 上昇させるように制御される。

【００１０】

【実施例】

実施例１． 以下、この考案の一実施例を図１に示し説明する。 図１に於いて、318 は比較器305 の遮断時に電流を阻止する逆流防止ダイオー ド、319 はトランジスタ306 のベース端子に直列に接続されたレベルシフトダイ オード、

【００１１】 ４は発電機１の発生電圧を分圧抵抗301,302 により設定された検出電圧と、定 電圧源(A) の電圧を分圧抵抗303,304 で設定された所定値とを比較するして高低 ２値の信号電圧を発する検出回路である比較器305 の出力を平滑する回路で次の 各部により構成されている。

【００１２】 401 は上記比較器305 の遮断時に電流を阻止する逆流防止ダイオード、402 は 上記比較器305 の遮断時に、後述するコンデンサ404 の充電時の時定数を規定す る抵抗、403 は上記抵抗402 を介して後述するコンデンサ404 を充電し保持させ るダイオード、404 は上記比較器305 が遮断時に充電されるコンデンサ、405 は 上記比較器305 が導通時に該コンデンサ404 の放電時の時定数を規定する抵抗、

【００１３】 ５は所定の電圧領域に於いて、一定周期で三角波状電圧を発生する三角波発生 器、６は上記平滑回路４による平滑電圧と、三角波発生器５の三角波状電圧とを 比較して出力トランジスタ308 を断続制御する比較回路であり、次の各部により 構成されている。601 は平滑回路４による平滑電圧と、三角波発生器５の三角波 状電圧とを比較する比較器、602 は該比較器601 の出力に応じて出力トランジス タ308 を断続制御する制御器であるトランジスタ、603 は該トランジスタ602 の ベース抵抗である。

【００１４】 次に動作について説明する。一定の車両の電気負荷で発電機１の発生電圧を所 定値に調整している場合、平滑回路４による平滑電圧と三角波発生器５の三角波 状電圧とを比較する比較器601 の出力であるパルス幅変調波は、発電機１の出力 電流に必要な界磁電流を流す、遮断，導通のデューティ比となり、比較器601 の 出力に応じてトランジスタ602 は出力トランジスタ308 を制御して出力トランジ スタ308 は界磁コイル102 に流れる界磁電流を断続制御して、発電機１の発生電 圧を所定値に調整している。

【００１５】 次に車両の電気負荷９がスイッチ10により導通された場合（図３ａに示す）発 電機１の発生電圧を分圧抵抗301 302 により分圧された電圧が定電圧源(A) の電 圧を、分圧抵抗303,304 とで設定した所定値以下となり比較器305 は遮断状態か ら導通状態となり（図３ｂに示す）トランジスタ306 は導通から遮断となり、出 力トランジスタ308 が100 ％デューティ比（導通率）で導通して界磁コイル102 に界磁電流を流そうとするが、比較器305 が導通状態であるため、平滑回路４ により平滑された電圧は、コンデンサ404 から抵抗405 への放電電圧となる。

【００１６】 ここで、抵抗402 と抵抗405 との抵抗値の比を２対１に設定すれば、この分圧 比でコンデンサ404 は充電され、例えば、電気負荷９投入前に出力トランジスタ 308 が50％デューティ比（導通率）でトランジスタ306 により制御されていた場 合、コンデンサ404 は66.7％デューティ比相当で充電されるので、出力トランジ スタ308 のデューティ比で50％相当であるトランジスタ306 の制御が優先される 。

【００１７】 一方、電気負荷９が投入されると、トランジスタ306 は遮断され、出力トラン ジスタ308 のデューティ比で100 ％相当の制御となるため、コンデンサ404 に充 電された出力トランジスタ308 のデューティ比で66.7％デューティ比でトランジ スタ602 が制御され、このトランジスタ602 の制御が優先されるので、出力トラ ンジスタ308 のデューティは50％デューティ比から66.7％デューティ比に持ち上 げられる。

【００１８】 コンデンサ404 と抵抗405 からなる放電時定数は大きく（図３Ｃに示す）比較 器601 の出力は三角波発生器５と平滑回路４の放電電圧との比較により、発電機 １の発生電圧が所定値に達するまでは一定の周期で導通，遮断の断続動作を行な うことにより、トランジスタ602 は比較器601 の出力に応じて断続し、出力トラ ンジスタ308 は図３のｅに示す様なデューティ比での断続となり界磁コイル102 に流れる界磁電流を制御し、発電機１の出力電流の発生を図３ｆの様に遅らせ ている。

【００１９】 そして発電機１の出力電流がスイッチ10により導通された車両の電気負荷９相 当の電流に達し発電機１の発生電圧が所定値に達した時には、比較器601 の出力 は、発電機１の出力電流に必要な界磁電流の導通，遮断のデューティ比となり、 トランジスタ602 は比較器601 の出力に応じて断続し、出力トランジスタ308 を 制御し界磁コイル102 に流れる界磁電流を制御して発電機１の発生電圧を所定値 に調整する。

【００２０】 この様に車両の電気負荷９がスイッチ10により導通されたとしても、平滑回路 ４による電圧の放電電圧と、三角波発生器５の三角波状電圧との比較により出力 トランジスタ308 の制御を行なうことで、図２に示す如く発電機１の出力電流を ある時間抑制し、駆動トルクの急増を防ぐことができる。

【００２１】 また、車両の電気負荷９がスイッチ10により導通されると、出力トランジスタ 308 の導通率が所定量持ち上がり、その後徐々に導通率が上昇するようにしてい るので、出力トランジスタ308 の導通率が徐々に上昇する時間を少なくして、蓄 電池７の放電を極力抑えることができる。

【００２２】 実施例２． なお、上記実施例では発電機１の発生電圧の検出に比較器305 を用いたが、ト ランジスタとゼナーダイオードによる検出回路を用いてもよい。

【００２３】

【考案の効果】

以上のように、この考案によれば、界磁コイルを有する車両用の交流発電機の 出力電圧を検出して信号電圧を発する検出回路と、上記信号電圧を平滑して平滑 電圧を出力する平滑回路と、一定周期で三角波状電圧を発生する三角波発振器と 、上記三角波状電圧と上記平滑回路からの平滑電圧とを比較してパルス幅が漸次 変化するパルス幅変調波を出力する比較器と、上記パルス幅変調波に基づき上記 界磁コイルに供給する界磁電流を断続制御する半導体開閉素子と、上記交流発電 機の出力電圧が所定値以下になったとき上記パルス幅変調波により上記半導体開 閉素子の導通率を所定量上昇させた後、徐々に上昇させる手段とを設けることに より、電気負荷投入時の発生出力をある時間抑制できるため電気負荷投入時の駆 動トルクの抑制ができ、車両の機関の回転数の落ち込み、又車両の操縦者への不 快感を防ぐことができ、しかも、蓄電池の放電を極力抑えることができる効果を 有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案による一実施例を示す電気回路図であ
る。

【図２】図１に示すこの考案の一実施例と従来例との比
較を示す特性線図である。

【図３】この考案の一実施例による各部の特性線図であ
る。

【図４】従来装置の電気回路図である。

【符号の説明】

１ 交流発電機 ２ 整流器 ３ 電圧調整器 ４ 平滑回路 ５ 三角波発生器 ６ 比較回路 ７ 蓄電池 ９ 電気負荷 101 電機子コイル 102 界磁コイル 308 出力トランジスタ 402,405 抵抗 404 コンデンサ 601 比較器 602 トランジスタ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 界磁コイルを有する車両用の交流発電機
   の出力電圧を検出して信号電圧を発する検出回路、上記
   信号電圧を平滑して平滑電圧を出力する平滑回路、一定
   周期で三角波状電圧を発生する三角波発振器、上記三角
   波状電圧と上記平滑回路からの平滑電圧とを比較してパ
   ルス幅が漸次変化するパルス幅変調波を出力する比較
   器、上記パルス幅変調波に基づき上記界磁コイルに供給
   する界磁電流を断続制御する半導体開閉素子、及び上記
   交流発電機の出力電圧が所定値以下になったとき上記パ
   ルス幅変調波により上記半導体開閉素子の導通率を所定
   量上昇させた後、徐々に上昇させる手段を備えた車両用
   交流発電機の制御装置。