KR100282995B1

KR100282995B1 - 차량용 발전기의 제어장치

Info

Publication number: KR100282995B1
Application number: KR1019970061116A
Authority: KR
Inventors: 게이이치 쿠무라사키; 히로노리 와타나베; 타츠키 코우와
Original assignee: 다니구찌 이찌로오; 미쓰비시 덴키 가부시키가이샤; 기타오카 다카시
Priority date: 1997-05-13
Filing date: 1997-11-14
Publication date: 2001-04-02
Anticipated expiration: 2017-11-14
Also published as: DE69728032D1; CN1081842C; EP0878890A1; EP0878890B1; KR19980086429A; JP3519905B2; JPH10323094A; TW340993B; CN1199267A; US6005372A; DE69728032T2

Abstract

본 발명은 전기 부하 투입시의 응동(應動) 토오크 쇼크를 억제함과 동시에 배터리 전압의 저조를 충분히 억제한 차량용 발전기의 제어 장치를 제공한다.

차량에 탑재된 배터리(9)를 충전하기 위한 발전기(1)의 출력 전압을 조정하는 본 발명에 따른 차량용 발전기의 제어 장치는 배터리 전압(VB)의 저하를 검출하는 배터리 전압 검출 수단(405)과, 발전기의 계자 전류(IF)를 제어하는 스위칭 소자(407)와, 배터리 전압의 저하시에, 스위칭 소자를 단속하여 계자 전류를 점증시켜, 발전기의 발전 전류를 점증 제어하는 점증 제어 수단(5A, 7A)과, 배터리 전압의 저하 초기에, 점증 제어를 금지하기 위한 점증 금지 수단(20)을 구비하고, 배터리 전압의 저하시에, 스위칭 소자의 통전율을 100%로 설정한후, 계자 전류의 점증 제어를 행한다.

Description

차량용 발전기의 제어장치

본 발명은 전기 부하 투입에 의한 배터리 전압의 저하시에, 스위칭 소자의 단속에 의해 계자 전류를 점증시켜 발전기의 발전 전류를 점증 제어하는 차량용 발전기의 제어 장치에 관한 것으로, 특히 전기 부하 투입시의 배터리 전압의 저조를 충분히 억제한 차량용 발전기의 제어 장치에 관한 것이다.

종래의 차량용 발전기의 제어 장치에 있어서는, 배터리 전압의 저하시에, 순간적으로 응동하여 발전 전류를 증대시키면 토오크 쇼크를 발생시키기 때문에, 스위칭 소자를 단속시키면서 통전율(듀티)을 점증시킴으로써, 계자 전류를 점증시켜 발전기의 발전 전류를 점증 제어한다.

제4도는 예를 들면, 일본 실용 공개소 64-34900호 공보에 기재된 종래의 차량용 발전기의 제어 장치를 도시하는 회로도이다.

도면에 있어서, 내연 기관(도시 생략)에 의해 구동되는 발전기(1)는 전기자 코일(101)과 계자 코일(102)을 구비하며, 차량에 장착되어 있다.

발전기(1)의 교류 출력을 전파 정류하는 정류기(2)는 메인 출력 단자로 되는 출력단(201)과, 계자 코일(102)을 여자하기 위한 출력단(202)과 접지용의 출력단(203)을 구비하고 있다.

발전기(1)의 계자 전류(IF)(발전 전류)를 제어하는 제어 장치는 발전기(1)의 출력 전압(배터리 전압 VB)을 소정치로 조정하는 전압 조정기(4)와 배터리 전압의 전압 검출 신호(D)를 평활하는 평활 회로(5)와, 평활 회로(5)의 출력 신호 레벨에 응답하여 동작하는 비교 회로(7)와 정전압원(A)을 생성하기 위한 정전압 전원 회로(8)로써 구성되어 있다.

평활 회로(5) 및 비교 회로(7)는 배터리 전압(VB)의 저하시에 발전기(1)의 계자 전류(IF)를 점증 제어하기 위한 점증 제어 회로를 구성하고 있다.

차량에 탑재된 배터리(9)는 발전기(1)로부터 생성되어 정류기(2)를 통한 정류 출력에 의해 충전된다. 키스위치(10)는 배터리(9)의 일측단부에 접속되어 있다. 헤드라이트나 에어컨디셔너 등의 차량의 전기 부하(11)는 배터리(9)의 양측단부 사이에 접속되어 있다. 전기 부하(11)를 투입하는 스위치(12)는 전기 부하(11)의 일측단부와 배터리(9)의 일측단부 사이에 삽입되어 있다.

전압 조정기(4)는 배터리(9)의 전압(VB)을 분압(分壓)하여 검출 전압(Vb)을 생성하는 저항기(401 및 402)와, 정전압원(A)을 분압하여 기준 전압(VR)을 생성하는 저항기(403 및 404)와 검출 전압(Vb)을 기준 전압(VR)과 비교하여 전압 검출신호(D)를 출력하는 콤퍼레이터(405)와, 계자 코일(102)에 직렬로 삽입되어 계자 전류(IF)를 단속 제어하는 에미터 접지의 트랜지스터(407)와, 트랜지스터(407)의 단속에 의해 발생하는 서지를 흡수하기 위한 다이오드(408)와, 트랜지스터(407)의 베이스 및 콜렉터 사이에 삽입된 저항기(409)를 구비하고 있다.

또한, 전압 조정기(4)는 트랜지스터(407)의 베이스에 콜렉터가 접속된 에미터 접지의 트랜지스터(410)와, 콤퍼레이터(405)의 출력 단자와 트랜지스터(410)의 베이스 사이에 직렬역극성으로 삽입된 한 쌍의 다이오드(411 및 412)와, 정전압원(A)과 다이오드(411 및 412)의 접속점 사이에 삽입된 저항기(413)를 구비하고 있다.

평활 회로(5)는 콤퍼레이터(405)의 출력 단자에 직렬역극성으로 접속된 한 쌍의 다이오드(511 및 512)와 정전압원(A)과 다이오드(511 및 512)의 접속점 사이에 삽입된 충전용의 저항기(513)와, 다이오드(512)의 캐소드와 그라운드 사이에 삽입된 콘덴서(503)와, 콘덴서(503)에 병렬 접속된 방전용의 저항기(515)를 구비하고 있다.

비교 회로(7)는 삼각파 전압(VT)을 생성하는 삼각파 발생기(701)와, 콘덴서(503)의 전압(VC)과 삼각파 전압(VT)을 비교하여 점증 제어 신호(E)를 출력하는 콤퍼레이터(702)와, 트랜지스터(407)의 베이스와 그라운드 사이에 삽입된 에미터 접지의 트랜지스터(712)와, 트랜지스터(712)의 베이스와 콤퍼레이터(702)의 출력 단자와의 접속점과 정전압원(A) 사이에 삽입된 저항기(713)를 구비하고 있다.

이것에 의해, 비교 회로(7)는 트랜지스터(407)를 단속하여 계자 전류(IF)를 점증시켜, 발전기(1)의 발전 전류를 점증 제어한다.

콤퍼레이터(702)로부터 출력되는 점증 제어 신호(E)는 평활 회로(5)의 출력 전압 즉, 콘덴서(503)의 전압(VC)에 동작하여, 트랜지스터(407)의 통전 듀티를 점증시킴으로써, 계자 전류(IF)를 점증 제어하도록 되어 있다.

키스위치(10)와 계자 코일(102)의 일측단부 사이에는 다이오드(111) 및 초기 여자용의 저항기(112)로 이루어지는 직렬 회로가 삽입되어 있다.

정전압 전원 회로(8)는 키스위치(10)와 그라운드 사이에 삽입되고, 풀업 저항기(801) 및 제너 다이오드(802)의 직렬 회로에 의해 구성되어 있다.

이것에 의해, 키스위치(10)의 온(on) 때에, 배터리 전압(VB)에 근거하여, 풀업 저항기(801) 및 제너 다이오드(802)의 접속점으로부터 정전압원(A)이 생성된다.

다음에, 제5도의 파형도를 참조하면서, 제4도에 도시된 종래의 차량용 발전기의 제어 장치의 동작에 대하여 설명한다.

우선, 키스위치(10)가 투입되면, 배터리(9)의 배터리 전압(VB)이 저항기(801)를 통해 제너 다이오드(802)에 인가되어, 저항기(801) 및 제너 다이오드(802)의 접속점으로부터, 제너 다이오드(802)에 의해 클램프된 정전압원(A)이 생성된다.

이것에 의해, 발전기(1)의 제어 장치는 조작 가능한 상태가 되지만, 발전기(1)가 아직 발전을 개시하지 않기 때문에, 전압 조정기(4)내의 콤퍼레이터(405)의 비반전 입력 단자(+)측의 신호 레벨은 반전 입력 단자(-)측의 기준 전압(VR)보다도 낮고, 콤퍼레이터(405)는 L(로우)레벨의 전압 검출 신호(D)를 출력한다.

이 때, 평활 회로(5)내의 콘덴서(503)가 충전되지 않기 때문에, 전압(VC)은 제로 전위이다. 따라서, 비교 회로(7)내의 콤퍼레이터(702)의 비반전 입력 단자(+)측의 신호 레벨은 삼각파 전압(VT)보다도 낮고, 점증 제어 신호(E)는 L레벨로 고정되어 있고, 트랜지스터(712)는 오프 그대로이다.

따라서, 트랜지스터(407)가 온이 되어, 계자 코일(102)에 계자 전류(IF)가 흘러, 발전기(1)는 발전 가능한 상태로 된다.

또한, 내연 기관의 시동에 의해 발전기(1)가 구동되어 발전을 개시하면, 배터리 전압(VB)의 상승에 따라, 전압 조정기(4)내의 콤퍼레이터(405)의 비반전 입력 단자(+)측의 신호 레벨이 상승한다. 그리고 비반전 입력 단자(+)측의 신호 레벨이 기준 전압(VR)보다도 높게 되면, 전압 검출 신호(D)는 L레벨로부터 H레벨로 전환되어, 트랜지스터(407)는 통전 상태로부터 차단 상태로 전환된다.

이와 같이, 전압 조정기(4)는 항상 배터리 전압(VB)을 검출하고 있고, 예를 들면, 배터리 전압(VB)의 저하를 검출한 경우에는 콤퍼레이터(702)를 통해 트랜지스터(407)의 통전율을 증대시킨다.

트랜지스터(407)의 통전율의 증대에 의해, 계자 전류(IF)가 증대하여 발전기(1)의 출력이 상승하여, 배터리(9)가 충전되기 때문에, 배터리 전압(VB)은 정격 전압으로 일정 제어한다.

예를 들면, 스위치(12)가 온되어 전기 부하(11)가 투입된 경우에는, 배터리 전압(VB)이 저하함으로써 콤퍼레이터(702)가 동작하여 계자 전류(IF)가 증대된다.

이 때, 배터리 전압(VB)으로 동작하는 콤퍼레이터(405)는 계자 전류(IF)의 통전 듀티를 증대시키기 위해서, L레벨의 전압 검출 신호(D)를 생성하지만, 평활 회로(5)의 방전 시정수가 충전 시정수보다도 길게 설정되어 있기 때문에, 비교 회로(7)내의 콤퍼레이터(702)는, 제5도와 같이, 듀티가 점증하도록 트랜지스터(407)의 통전율을 상승시킨다.

따라서, 트랜지스터(407)의 통전율의 상승에 따라 계자 전류(IF)가 점증하여, 발전기(1)의 출력은 응동 쇼크를 억제하면서 점증한다.

그러나, 전기 부하(11)의 투입 직후로부터 단순히 점증 제어를 행하면 전기 부하(11)의 급전에 의한 전압 저하를 순간적으로 보상할 수 없다.

이 결과, 배터리 전압(VB)은 제5도와 같이, 전기 부하(11)의 투입 직후에 크게 저하하게 되어, 예를 들면 헤드 라이트의 광량 저하등을 발생시켜, 운전자에게 불쾌감을 주는 것이다.

이러한 배터리 전압(VB)의 저조를 억제하기 위해서, 예를 들면 일본 특허 공개평 2-32726호 공보에 참조되는 바와 같이, 점증 제어의 개시전에 트랜지스터(407)의 통전율을 소정치 α%(10%정도)로 증가시키는 기술이 제안되어 있다.

제6도는 점증 제어 직전에 소정치(α%)로 통전율을 증대시킨 경우의 파형도이다.

상기의 경우, 계자 전류(IF)의 단속 제어용의 스위칭 듀티(통전율)를 0%으로부터 점증시키는 것은 아니고, α%(10% 정도)로 급증시켜 계자 전류(IF)(발전 전류)를 점증 시간보다도 급한 경사로 증가시킨후, 일정한 경사로 계자 전류(IF)를 점증시키고 있다.

이것에 의해, 배터리 전압(VB)의 저조는 어느 정도 억제되지만, 제어 초기의 통전율의 설정치가 α%(10% 정도)로 비교적 낮은 값이기 때문에, 배터리(9)의 충전 부족을 충분히 보상할 수 없다.

또한, 계자 전류(IF)를 점증시키지 않은 제어 장치와 비교하여, 발전 전류가 α%분만 증가할때까지 시간에 어느 정도의 지연이 생기기 때문에, 배터리 전압(VB)의 저하는 역시 크게 된다.

종래의 차량용 발전기의 제어 장치는 이상과 같이, 전기 부하의 투입시에 발전 전류를 단순히 점증시키고 있는 것으로서는, 제어 초기에 배터리 전압(VB)이 크게 저하하여, 운전자에게 불쾌감을 준다고 하는 문제점이 있다.

또한, 전기 부하의 투입시에 있어서, 일정한 경사로 계자 전류(IF)를 점증시키기 전에, 발전 전류(계자 전류(IF)에 상당한다)를 점증시보다도 빠른 경사로 α%(10%정도)로 상승시키고 있는 것으로서는, 배터리 전압(VB)의 저하가 약간 제어될 뿐, 배터리의 충전 부족이 충분히 보상되지 않기 때문에, 역시 배터리 전압(VB)이 크게 저하한다고 하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 전기 부하 투입시의 응동 토오크 쇼크를 억제함과 동시에 배터리 전압의 저조를 충분히 억제한 차량용 발전기의 제어 장치를 얻는 것을 목적으로 한다.

본 발명과 관계되는 차량용 발전기의 제어 장치는, 차량에 탑재된 배터리를 충전하기 위한 발전기의 출력 전압을 조정하는 차량용 발전기의 제어 장치로서 배터리 전압의 저하를 검출하는 배터리 전압 검출 수단과, 발전기의 계자 전류를 제어하는 스위칭 소자와, 배터리 전압의 저하시에, 스위칭 소자를 단속하여 계자 전류를 점증시켜, 발전기의 발전 전류를 점증 제어하는 점증 제어 수단과, 배터리 전압의 저하시의 초기에, 점증 제어를 금지하기 위한 통전 신호를 출력하는 점증 금지 수단을 구비하여, 배터리 전압의 저하시에, 스위칭 소자의 통전율을 100%로 설정한 후, 계자 전류의 점증 제어를 행하는 것이다.

또한, 본 발명과 관계되는 차량용 발전기의 제어 장치에 의한 점증 금지 수단은 계자 전류의 통전 시간을 계측하는 통전 시간 계측 회로를 포함하며, 스위칭 소자의 통전율을 100%로 설정하고나서 소정 시간만큼 경과한 후에, 계자 전류의 점증 제어를 행하는 것이다.

또한, 본 발명과 관계되는 차량용 발전기의 제어 장치에 의한 점증 금지 수단은 계자 전류를 검출하는 계자 전류 검출 회로와, 통전 신호를 출력함과 동시에 계자 전류의 소정치 이상의 증가분을 검출하는 증가분 검출 회로를 포함하며, 배터리 전압의 저하시에, 스위칭 소자의 통전율을 100%로 설정하고나서, 계자 전류가 소정치만큼 증가한 것을 검출한 후에, 계자 전류의 점증 제어를 행하는 것이다.

제1도는 본 발명의 실시예 1를 나타내는 회로도.

제2도는 본 발명의 실시예 1에 의한 전기 부하 투입시의 동작을 설명하기 위한 파형도.

제3도는 본 발명의 실시예 2를 나타내는 회로도.

제4도는 종래의 차량용 발전기의 제어 장치를 나타내는 회로도.

제5도는 종래의 차량용 발전기의 제어 장치에 의한 전기 부하 투입시의 동작을 설명하기 위한 파형도.

제6도는 다른 종래의 차량용 발전기의 제어 장치에 의한 전기 부하 투입시의 동작을 설명하기 위한 파형도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 발전기 3, 3B : 제어 장치

4A, 4B : 전압 조정기 5A : 평활 회로

6 : 통전 시간 계측 회로 7A : 비교 회로

9 : 배터리 11 : 전기 부하

20, 20B : 점증 금지 회로 22 : 계자 전류 검출 회로

23 : 증가분 검출 회로 405, 702, 705 : 콤퍼레이터

406 : NOR 회로 407 : 트랜지스터(스위칭 소자)

602 : 콘덴서 603 : 저항기

706 : AND 회로 D : 전압 검출 신호

E : 점증 제어 회로 F : 통전 신호

IF : 계자 전류 If : 계자 전류의 검출치

T : 소정 시간 VB : 배터리 전압

Vb : 배터리 전압의 검출치 VR, VR2 : 기준 전압

[실시예 1]

이하, 본 발명의 실시예 1을 도면에 대하여 설명한다. 제1도는 본 발명의 실시예 1을 나타내는 회로도이고, 전술한 것과 동일한 장치(제4도 참조)는 동일 부호로 표시되고 그것의 설명은 여기서 상세히 기술되지 않는다.

제1도에서, 정류기(2A)의 메인 출력단(201)은 계자 코일(102)을 여자하기 위한 출력단을 겸용하고 있고, 이것에 의해, 제4도내의 다이오드(111) 및 저항기(112)로 이루어지는 직렬 회로는 생략되어 있다.

상기의 경우, 발전기(1)의 발전 전류를 제어하는 제어 장치(3)는 상술한 전압 조정기(4A), 평활 회로(5A), 비교 회로(7A)및 정전압 전원 회로(8)에 첨가하여 배터리 전압(VB)의 저하 검출시의 초기에 점증 제어를 금지하기 위한 점증 금지 회로(20)(점증 금지 수단)를 구비하고 있다.

평활 회로(5A) 및 비교 회로(7A)는 상술과 같이 점증 제어 회로(점증 제어 수단)를 구성하고 있다.

전압 조정기(4A)는 상술한 저항기(401 내지 404), 콤퍼레이터(405), 트랜지스터(407) 및 다이오드(408)에 첨가하여, 콤퍼레이터(405)의 출력 단자와 트랜지스터(407)의 베이스 사이에 삽입된 NOR 회로(406)를 구비하고 있다.

평활 회로(5A)는 상술한 콘덴서(503)에 첨가하여, 콤퍼레이터(405)의 출력단자에 접속된 인버터 회로(501)와, 인버터 회로(501)의 출력 단자가 베이스에 접속된 에미터 접지의 트랜지스터(502)와, 정전압원(A)과 트랜지스터(502)의 콜렉터 사이에 삽입된 저항기(504)와, 정전압원(A)과 콘덴서(503)의 일측단부 사이에 삽입된 저항기(505)를 구비하고 있다.

인버터 회로(501)는 전압 검출 신호(D)를 발전시키고, 트랜지스터(502)는 인버터 회로(501)의 출력 신호에 동기하여 스위칭 동작한다. 콘덴서(503)는 트랜지스터(502)의 스위칭에 의해 충방전되어, 저항기(504 및 505)는 콘덴서(503)의 충방전 시정수를 결정한다.

점증 금지 회로(20)는 계자 전류(IF)의 통전 시간을 계측하는 통전 시간 계측 회로(6)를 구비하여, 통전 시간 계측 회로(6)는 콤퍼레이터(405)의 출력 단자가 베이스에 접속된 에미터 접지의 트랜지스터(601)와, 트랜지스터(601)의 콜렉터 및 에미터 사이에 삽입된 콘덴서(602)와, 정전압원(A)과 트랜지스터(601)의 콜렉터 사이에 삽입된 저항기(603)를 구비하고 있다.

또한, 점증 금지 회로(20)는 정전압원(A)과 그라운드 사이에 직렬로 삽입된 저항기(703 및 704)와, 저항기(703 및 704)의 접속점이 반전 입력 단자(-)에 접속되고 또한 콘덴서(602)의 일측단부가 비반전 입력 단자(+)에 접속된 콤퍼레이터(705)를 구비하고 있다.

트랜지스터(601)는 전압 검출 신호(D)에 동기하여 스위칭하고, 콘덴서(602)는 트랜지스터(601)의 단속에 의해 충방전된다.

저항기(603)는 콘덴서(602)와 동시에 시정수 회로를 구성하고 있고, 콘덴서(602)의 충전시정수를 결정하고 있다.

저항기(703 및 704)는 정전압원(A)의 전압을 분압하여 기준 전압(VR2)을 생성한다.

또한, 콤퍼레이터(705)는 콘덴서(602)의 전압(VC2)과 기준 전압(VR2)을 비교하여, 콘덴서(602)의 전압(VC2)이 기준 전압(VR2) 이하일 때에는 L레벨의 통전 신호(F)를 출력하고, 콘덴서(602)의 전압(VC2)이 기준 전압(VR2)에 도달하였을 때에 H레벨의 통전 신호(F)를 출력한다.

비교 회로(7A)는 상술한 삼각파 발생기(701) 및 콤퍼레이터(702)에 첨가하여, 콤퍼레이터(702)로부터의 점증 제어 신호(E)와 콤퍼레이터(705)로부터의 통전 신호(F)와의 논리적을 연산하는 AND 회로(706)를 구비하고 있다. AND 회로(706)는 논리적의 연산 결과를 NOR 회로(406)에 입력하고 있다.

다음에, 제1도에 도시된 본 발명의 실시 형태 1에 의한 전압 조정 동작에 대하여 설명한다.

우선, 키스위치(10)가 투입되면, 상술과 같은 정전압전원 회로(8)로부터 정전압원(A)이 생성되어 제어 장치(3)가 동작 가능한 상태로 된다.

이 때, 발전기(1)는 아직 발전하지 않기 때문에, 전압 조정기(4A)내의 콤퍼레이터(405)로부터의 전압 검출 신호(D)는 L레벨로 된다.

따라서, 평활 회로(5A)내의 인버터 회로(501)의 출력 신호는 H(하이)레벨로 되며, 트랜지스터(502)는 통전한다.

이 때, 콘덴서(503)의 전압(VC)이 제로 전위이기 때문에, 비교 회로(7A)내의 콤퍼레이터(702)는 L레벨의 점증 제어 신호(E)를 출력하기 때문에, AND 회로(706)의 출력 신호는 L레벨이 된다.

한편, 통전 시간 계측 회로(6)내의 트랜지스터(601)는, L레벨의 전압 검출 신호(D)에 의해 차단되기 때문에, 콘덴서(602)는 저항기(603)를 통한 정전압원(A)에 의해 충전된다.

따라서, 콤퍼레이터(705)에 입력되는 콘덴서(602)의 전압(VC2)은 정전압원(A), 저항기(703 및 704)에 의해 생성되는 기준 전압(VR2)보다도 커지게 된다.

여기에서, 통전 시간 계측 회로(6)내의 콘덴서(602) 및 저항기(603)의 회로 정수치는, 콘덴서(602)의 충전시정수가 100msec가 되도록 설정되어 있다. 또한, 콘덴서(602) 및 저항기(603)의 회로 정수치, 및 점증 금지 회로(20)내으 저항기(703 및 704)의 저항치는, 콘덴서(602)의 전압(VC2)이 제로 전위로부터 기준 전압(VR2)에 도달할때까지의 충전 시간이 소정 시간(T)(예를 들면, 30msec)이 되도록 설정되어 있다.

이 결과, 전압 조정기(4A)내의 NOR 회로(406)에는, L레벨의 전압 검출 신호(D)와, AND 회로(706)로부터의 L레벨 신호가 입력되기 때문에, NOR 회로(406)의 출력 신호는 H레벨로 된다.

따라서, 트랜지스터(407)가 통전하여 계자 코일(102)에 계자 전류(IF)가 흘러, 발전기(1)는 발전 가능한 상태로 된다.

다음에, 내연 기관의 시동에 의해 발전기(1)가 발전을 개시하여, 콤퍼레이터(405)의 비반전 입력 단자(+)의 입력 레벨이 기준 전압(VR)보다도 높게 되면, 전압 검출 신호(D)는 L레벨에서 H레벨로 전환한다.

이것에 의해, NOR 회로(406)의 입력 단자에 H레벨 신호가 입력되기 때문에, NOR 회로(406)의 출력 신호가 L레벨로 되어, 트랜지스터(407)는 통전 상태로부터 차단 상태로 전환한다.

이 때, 통전 시간 계측 회로(6)내의 트랜지스터(601)는 H레벨의 전압 검출 신호(D)에의해 통과시켜, 콘덴서(602)의 전압(VC)을 순간에 제로 전위까지 방전시킨다.

따라서, 점증 금지 회로(20)내의 콤퍼레이터(705)의 비반전 입력 단자(+)측의 신호 레벨이 기준 전압(VR2)보다도 낮게 되어, 통전 신호(F)가 L레벨로 된다. 이것에 의해, AND 회로(706)로부터의 L레벨 신호가 NOR 회로(406)의 한 쪽의 입력 단자에 인가된다.

한편, 만일 계자 전류(IF)가 감소하여 발전기(1)의 발전 전압 및 배터리 전압(VB)이 저하하여, 전압 조정기(4A)내의 콤퍼레이터(405)의 입력 신호 레벨이 기준 전압(VR)보다도 낮게 되면, 전압 검출 신호(D)는 L레벨로 전환한다.

이것에 의해, 통전 시간 계측 회로(6)내의 트랜지스터(601)가 차단되며, 콘덴서(602)는 충전된다.

그러나, 콘덴서(602)의 전압(VC2)이 기준 전압(VR2)에 도달할때까지 소정 시간(T)은 예를 들면 30msec로 설정되어 있기 때문에, 점증 금지 회로(20)로부터의 통전 신호(F)는, 30msec 사이에 걸쳐서 L레벨로 유지된다.

따라서, AND 회로(706)의 출력 신호는, 30msec간만 L레벨로 유지되고, 이때, NOR 회로(406)의 한 쌍의 입력 신호는 양쪽 모두 L레벨이 된다.

이 결과, NOR 회로(406)의 출력 신호는 H레벨로 전환되며, 트랜지스터(407)가 통전하여 계자 전류(IF)를 증가시켜, 발전기(1)의 발전 전압을 상승시킨다.

이와 같이, 트랜지스터(407)는 단속적으로 반복하여 온 오프함으로서 계자 전류(IF)를 단속 제어하여, 발전기(1)로부터의 발생 전압을 소정치로 조정한다.

이 때, 콤퍼레이터(405)의 동작에 동기하여, 평활 회로(5A)내의 인버터 회로(501)가 동작하여 트랜지스터(502)를 단속하기 때문에, 콘덴서(503)는 트랜지스터(407)의 통전율에 비례하는 전압(VC)으로 충전된다.

또한, 소정 시간(T)은 요구 규정 및 회로 규정에 의해서도 다르지만, 20msec 내지 50msec 정도의 범위내로 설정되면 된다.

다음에, 제2도의 파형도를 참조하면서, 제1도내의 전기 부하(11)를 투입하였을 때의 동작에 대하여 설명한다.

발전기(1)가 정상적으로 발전할 때, 배터리 전압(VB)이 고정되어 있기 때문에, 콤퍼레이터(405)는 H레벨의 전압 검출 신호(D)를 출력하고, H레벨의 전압 검출 신호(D)는, NOR 회로(406)를 통해 L레벨로 되어 트랜지스터(407)를 차단한다.

또한, 이 때, 통전 시간 계측 회로(6)내의 트랜지스터(601)가 통전하여, 콘덴서(602)의 전압(VC)을 제로 전위에 방전하고 있기 때문에, 콤퍼레이터(705)로부터 출력되는 통전 신호(F)는 L레벨이고, AND 회로(706)의 출력 신호는 L레벨로 고정되어 있다.

여기에서, 스위치(12)의 온 조작에 의해 전기 부하(11)가 투입된 경우, 콤퍼레이터(405)의 비반전 입력(+)측의 신호 레벨이 기준 전압(VR)보다도 낮게 되기 때문에, 전압 검출 신호(D)는 L레벨이 되어, 평활 회로(5A) 및 비교 회로(7A)를 통해, 트랜지스터(407)의 통전율을 증가시키고자 한다.

그러나, 통전 시간 계측 회로(6)내의 콘덴서(602)의 전압(VC)은 트랜지스터(601)가 차단되어도 즉시는 충전되지 않기 때문에, 기준 전압(VR2)보다도 낮은 상태가 소정 시간(T)(30msec)만 유지되고, 이 때, 콤퍼레이터(705)는 L레벨의 통전 신호(F)를 출력한다.

따라서, 콤퍼레이터(405)로부터 L레벨의 전압 검출 신호(D)와, 콤퍼레이터(705)로부터의 L레벨의 통전 신호(F)에 의해서, AND 회로(706)가 L레벨 신호를 출력하기 때문에, NOR 회로(406)의 입력 신호가 양쪽 모두 L레벨로 되어, NOR 회로(406)의 출력 신호는 H레벨이 된다.

따라서, 트랜지스터(407)는 소정 시간(T)(30msec)의 시간에 걸쳐서 통전 상태(통전율이 100%)로 되어, 제2도와 같이, 계자 전류(IF)를 듀티 100%로 증가시킨다.

이것에 의해, 전기 부하(11)의 투입 직후의 배터리 전압(VB)의 저조는, 충분히 억제된다.

또한, 전기 부하(11)가 크고, 전압 검출 신호(D)가 L레벨을 나타내는 시간이 긴 경우는, 통전 시간 계측 회로(6)내의 트랜지스터(601)의 차단 시간이 길게 되기 때문에, 콘덴서(602)의 전압(VC2)이 서서히 상승한다.

그리고, 트랜지스터(601)의 차단 시간이 소정 시간(T)(30msec)를 초과하여, 콘덴서(602)의 전압(VC2)이 기준 전압(VR2)보다도 높게 되면, 콤퍼레이터(705)로부터의 통전 신호(F)는 H레벨로 전환한다.

따라서, AND 회로(706)는 콤퍼레이터(702)로부터의 점증 제어 신호(E)를 그대로 통과시키게 된다.

이 때, L레벨의 전압 검출 신호(D)에 의해, 평활 회로(5)내의 인버터 회로(501)의 출력 신호가 H레벨로 되어, 트랜지스터(502)가 통전하여 콘덴서(503)를 방전하고자 한다.

그러나, 콘덴서(503), 저항기(504 및 505)의 회로 정수치는, 콘덴서(503)의 방전 시정수가 크게(몇초 정도)되도록 설정되어 있기 때문에, 콘덴서(503)의 전압(VC)은 바로는 방전되지 않는다.

따라서, 콘덴서(503)의 전압(VC)을 삼각파 전압(VT)과 비교하는 콤퍼레이터(702)는 발전기(1)의 발생 전압이 소정치에 도달할 때까지는, 점증 제어 신호(E)에 의해, 트랜지스터(407)를 일정 주기로 통전 및 차단하여 단속 제어를 행하도록 동작한다.

이 때, AND 회로(706)는 콤퍼레이터(702)로부터의 점증 제어 신호(E)를 그대로 출력하고, NOR 회로(406)는 AND 회로(706)의 출력 신호를 반전시킨 신호를 출력한다.

따라서, 트랜지스터(407)는 제2도와 같이 듀티비에 근거하는 단속 제어에 의해서 계자 전류(IF)를 제어하고, 발전기(1)로부터의 출력 전류의 발생을 지연시킴으로써, 종래 장치와 같이 토오크 쇼크가 충분히 억제된다.

그 후, 발전기(1)의 출력 전류가 전기 부하(11)에 상당하는 전류치에 도달하여, 발전기(1)의 출력 전압이 소정치에 도달한 시점(t1)에서, 전압 검출 신호(D)는 H레벨로 된다.

이것에 의해, 통전 시간 계측 회로(6)내의 트랜지스터(601)가 통전하며, 콘덴서(602)의 전압(VC2)이 순간에 제로 전위로 되어, 콤퍼레이터(705)로부터의 통전 신호(F)가 L레벨로 되고, AND 회로(706)의 출력 신호는 L레벨로 된다.

따라서, 트랜지스터(407)는 콤퍼레이터의 동작에 따라서 통상 제어되도록 된다.

이와 같이, 전기 부하(11)의 투입에 의한 계자 전류(IF)의 증가시에, 통전 신호(F)를 소정 시간(T)만 L레벨로 유지하여, 점증 제어 신호(E)를 소정 시간(T)에 걸쳐서 무효로 함으로써, 제어 초기에서, 점증 제어를 행하지 않은 장치와 같이 100%의 통전율로, 계자 전류(IF)를 소정 전류까지 급증시킬 수 있다.

이것에 의해, 발전 전류를 충분히 확보하여 배터리(9)의 충전 부족을 보상해서, 배터리 전압(VB)의 저조를 충분히 억제할 수 있기 때문에, 운전자에게 불쾌감을 주지 않는다.

그 후, 통전 신호(F)를 H레벨로 하여 점증 제어 신호(E)를 유효하게 하여, 계자 전류(IF)를 점증 제어하는 것에 의해, 전기 부하(11)의 투입시의 응동에 의해 토오크 쇼크를 억제할 수 있다.

[실시예 2]

또한, 상기 실시 형태 1에서는, 전기 부하(11)의 투입 직후에 트랜지스터(407)의 통전율을 100%로 하는 시간을 설정하기 위해, 통전 시간 계측 회로(6) 및 콤퍼레이터(705)를 사용하였지만, 계자 전류의 증가분에 근거하여 트랜지스터(407)의 통전율을 100%로 하는 시간을 설정해도 된다.

제3도는 본 발명의 실시 형태 2를 나타내는 회로도이며, 전술한 것과 동일한 구성요소는 동일부호로 표시되고 그것의 설명은 여기에서는 상세히 상술하지 않는다.

상기의 경우, 제어 장치(3B)는 상술한 전압 조정기(4A), 평활 회로(5A), 비교 회로(7A) 및 정전압전원 회로(8)에 첨가하여, 계자 전류(IF)의 증가 상태에 의해 점증 제어 금지 기간을 결정하는 점증 금지 회로(20B)(점증 긴급 수단)를 구비하고 있다.

점증 금지 회로(20B)는 트랜지스터(407)의 에미터와 그라운드 사이에 삽입된 저항기(21)와, 저항기(21)의 일측단부에 접속된 계자 전류 검출 회로(22)와, 계자 전류 검출 회로(22)로부터의 검출치(If)에 근거하여 통전 신호(F)를 출력하는 증가분 검출 회로(23)를 구비하고 있다.

계자 전류 검출 회로(22)는 저항기(21)의 일측단부의 전압치로부터 계자 전류(IF)에 상당한 검출치(If)를 생성한다.

증가분 검출 회로(23)는 L레벨의 전압 검출 신호(D에 응답하여, 통전 신호(F)를 L레벨로 유지하여, 트랜지스터(407)의 통전율을 100%로 설정하여, 그 후, 계자 전류 검출 회로(22)로부터의 검출치(If)의 증가분이 소정치 이상을 나타낸 시점에서, 통전 신호(F)를 H레벨로 전환하여, 계자 전류(IF)의 점증 제어를 개시한다.

이것에 의해, 전기 부하(11)의 투입시에 있어서, 점증 금지 회로(20B)는 우선, 트랜지스터(407)의 통전율을 100%로 설정하여, 계자 전류(IF)가 소정치만 증가한 것을 검출한 후에, 계자 전류(IF)의 점증 제어로 전환한다.

따라서, 트랜지스터(407)는 증가분 검출 회로(23)로부터의 통전 신호(F)에 응답하여 계자 전류(IF)의 점증 제어를 행한다.

이 결과, 상술한 바와 같이 전기 부하(11)의 투입시의 배터리 전압(VB)의 저조를 충분히 억제함과 동시에, 응동시의 토오크 쇼크를 충분히 억제할 수 있다.

상기와 같이 본 발명에 의하면, 차량에 탑재된 배터리를 충전하기 위한 발전기의 출력 전압을 조정하는 차량용 발전기의 제어 장치로서, 배터리 전압의 저하를 검출하는 배터리 전압 검출 수단과, 발전기의 계자 전류를 제어하는 스위칭 소자와, 배터리 전압의 저하시에, 스위칭 소자를 단속하여 계자 전류를 점증시켜, 발전기의 발전 전류를 점증 제어하는 점증 제어 수단과, 배터리 전압의 저하시 초기에, 점증 제어를 금지하기 위한 점증 금지 수단을 구비하고, 배터리 전압의 저하시에, 스위칭 소자의 통전율을 100%로 설정한후, 계자 전류의 점증 제어를 행하도록 했기 때문에, 전기 부하 투입시의 응동 토오크 쇼크를 제어함과 동시에 배터리 전압의 저조를 충분히 제어한 차량용 발전기의 제어 장치가 얻어지는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 점증 금지 수단은 계자 전류의 통전 시간을 계측하는 통전 시간 계측 회로를 포함하며, 스위칭 소자의 통전율은 100%로 설정하고나서 소정 시간만 경과한 후에, 계자 전류의 점증 제어를 행하도록 했기 때문에, 전기 부하 투입시의 응동 토오크 쇼크를 억제함과 동시에 배터리 전압의 저조를 충분히 억제한 차량용 발전기의 제어 장치가 얻어지는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 점증 금지 수단은, 계자 전류를 검출하는 계자 전류 검출 회로와, 계자 전류의 통전 신호를 출력함과 동시에 계자 전류의 소정치 이상의 증가분을 검출하는 증가분 검출 회로를 포함하며, 배터리 전압의 저하시에, 스위칭 소자의 통전율을 100%로 설정하고나서, 계자 전류가 소정치만 증가한 것을 검출한 후에, 계자 전류의 점증 제어를 행하도록 했기 때문에, 전기 부하 투입시의 응동 토오크 쇼크를 억제함과 동시에 배터리 전압의 저조를 충분히 억제한 차량용 발전기의 제어 장치가 얻어지는 효과가 있다.

Claims

배터리를 충전하기 위한 발전기의 출력 전압을 조정하는 차량용 발전기의 제어 장치에 있어서, 상기 배터리의 전압의 저하를 검출하는 배터리 전압 검출 수단과, 상기 발전기의 계자 전류를 제어하는 스위칭 소자와, 상기 배터리 전압의 저하시에, 상기 스위칭 소자의 통전율을 일단 100%로 설정한 후, 상기 계자 전류를 점증시켜, 상기 발전기의 발전 전류를 점증 제어하는 점증 제어 수단과, 상기 배터리 전압의 저하시의 초기에, 상기 점증 제어를 금지하기 위한 신호를 출력하는 점증 금지 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 차량용 발전기의 제어 장치.
제1항에 있어서, 점증 금지 수단은 계자 전류의 통전 시간을 계측하여, 배터리 전압의 저하시에 스위칭 소자의 통전율을 100%로 설정하고나서 소정 시간 경과한 후에, 상기 계자 전류의 점증 제어를 행하는 지령 신호를 발생하는 통전 시간 계측 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 발전기의 제어 장치.
제2항에 있어서, 점증 금지 수단은 계자 전류를 검출하는 계자 전류 검출 회로와 배터리 전압의 저하시에, 스위칭 소자의 통전율을 100%로 설정하고 나서 상기 계자 전류가 소정치 만큼 증가한 것을 검출한 후에, 상기 계자 전류의 점증 제어를 개시하는 증가분 검출 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 발전기의 제어 장치.