KR100188385B1

KR100188385B1 - 차량용 교류발전기 제어 유닛

Info

Publication number: KR100188385B1
Application number: KR1019950041789A
Authority: KR
Inventors: 와따나베히로후미
Original assignee: 기따오까 다까시; 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 1995-06-05
Filing date: 1995-11-17
Publication date: 1999-06-01
Also published as: EP0749192B1; EP0749192A2; HK1001545A1; US5684370A; JPH08331897A; KR970004274A; EP0749192A3; DE69525528T2; DE69525528D1

Abstract

축전지의 충전 효율을 개선시키고 차량 램프의 수명을 연장시키기 위해, 발생기의 출력 전압은, 검출기에 의해 검출된 계자 전류를 온 오프하기 위한 듀티 비율이 소정의 값보다 낮을 때 전압 분할점 B를 접지시키지 않은 채 제1전압값(예, 13.5V)으로 조정되고, 검출된 듀티 비율이 상기 소정의 값보다 높을 때에 B점을 접지시킴으로써 제2전압값(예, 14.5V)으로 조정된다.

Description

차량용 교류 발전기 제어 유닛

제1도는 본 발명의 제1실시예의 회로도.

제2도는 제1실시예의 교류 발전기의 출력 전압을 나타내는 도면.

제3도는 본 발명의 제2실시예의 회로도.

제4도는 본 발명의 제3실시예의 회로도.

제5도는 종래 기술의 제어 유닛의 회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 교류 발전기 5 : 축전지

7 : 램프 스위치

[발명의 분야]

본 발명은 교류 발전기의 출력 전압을 제1의 조정 전압값과 이 제1의 조정 전압값보다 높은 제2의 조정 전압값 사이에서 스위칭하는 제어 유닛에 관한 것이다.

[종래 기술의 설명]

제5도는 일본 특허 출원 제 87-64144 호에 개시된 차량에서 사용하기 위한 종래의 교류 발전기 제어 유닛의 회로도이다. 제5도에서, 도면 부호(1)은 엔진에 의해 구동된 교류 발전기를 나타내며 전기자 코일(101) 및 계자 코일(102)을 포함한다. 도면 부호(2)는 교류 발전기(1)의 AC 출력의 모든 주파수 파를 정류하는 정류기를 나타내며, 포지티브 출력 단자(201), 보조 출력 단자(202), 및 접지 된 네가티브 출력단자(203)를 갖추고 있다. 도면 부호(3)은 교류 발전기(1)의 출력 전압을 소정의 값으로 제어하는 전압 조정기를 나타내며, 직렬 접속의 저항(301, 302, 303), 트랜지스터(305, 307), 트랜지스터(305)용의 베이스 저항(304, 311), 제너 다이오드(306), 출력 트랜지스터(309), 이 출력 트랜지스터(309)용의 베이스 저항(308) 및 플라이휠 다이오드(310)를 구비한다. 제너 다이오드(306)는 분압 저항(301 내지 303)에 의해 검출된 축전지(5)의 출력 전압에 따라 도전 또는 비도전되며, 이로써 트랜지스터(307)가 온 오프되고, 출력 트랜지스터(309) 또한 트랜지스터(307)의 온/오프 동작으로 온 또는 오프된다. 이로써, 계자 코일(102)을 흐르는 계자 전류는 듀티 제어된다(간헐적으로 제어됨). 한편, 트랜지스터(305)는 램프 검출 수단(4)으로부터의 출력 신호에 따라 온 오프되며, 플라이휠 다이오드(310)는 서어지(surge)를 흡수하고 에너지 효율을 개선하기 위해 출력 트랜지스터(309)의 온/오프 동작에 의해 계자 코일(102) 내에 발생된 기전력을 다시 재생한다. 상기 램프 검출수단(4)은 차량 램프 부하로서 램프(6)의 옆에 부착된 베이스 저항(401)을 통해 램프 수위치(7)에 접속된 트랜지스터(402)로 형성된다. 램프 쉬위치(7)는 차량의 계기판 주위의 표시기 램프 또는 작은 램프, 사이드 마커 램프, 또는 야간의 테일(tail)램프 등과 같은 램프(6)를 점등하기 위한 스위치이다.

램프 스위치(7)가 오프일 때, 램프 검출 수단(4)의 출력은 하이(고전위)가 된다. 이로써, 트랜지스터(305)는 도전되며, 축전지(5)의 단자 전압 검출용 회로는 저항(301, 302)으로 구성된다. 여기서, 축전지(5)의 단자 전압이 증가할 때, 제너 다이오드(306)에 접속된 저항(301)과 (302)를 상호 접속시키기 위한 A점에서 전압이 증가한다. 결과적으로, 제너 다이오드(306) 및 트랜지스터(307)는 출력 트랜지스터(309)가 비도전인 동안 도전된다. 따라서, 계자 코일(102) 내의 계자 전류, 교류 발전기(1)의 출력 전압 및 축전지(5)의 단자 전압은 감소한다. 축전지(5)의 단자 전압이 감소될 때, A점의 전압은 강하되고 제너 다이오드(306) 및 트랜지스터(307)는 출력 트랜지스터(309)가 도전되는 동안 비도전된다. 결과적으로, 계자 코일(102) 내의 계자 전류, 교류 발전기(1)의 출력 전압 및 축전지(5)의 단자 전압은 증가한다. 상기 동작을 반복함으로써, 교류 발전기(1)의 출력 전압은 제2의 조정 전압값, 예를 들어 14.5V로 조정된다.

램프 스위치(7)가 온 될 때, 램프 검출 수단(4)의 출력은 로우(저전위)가 된다. 이로써, 트랜지스터(305)는 비도전되며, 축전지(5)의 단자 전압 검출 회로는 분압 저항들(301 내지 303)로 구성된다. 결과적으로, 교류 발전기(1)의 출력 전압은 제2의 조정 전압값, 에를 들어 12.5V보다 작은 값으로 조정된다.

종래의 차량 교류 발전기 제어 유닛이 상기와 같이 구성되므로, 램프 스위치(7)가 온 될 때, 교류 발전기(1)의 출력 전압은 축전지(5)의 방전 상태에 상관없이 강하된다. 따라서, 에어-컨디션너 및 다른 전자 부품이 온 될 때, 전지가 사용되지 못하는 가능성이 있다.

이러한 불편함을 피하기 위해, 교류 발전기의 출력 전압이 소정의 값보다 큰 리플(ripple)폭을 가질 때 교류 발전기의 출력 전압 감소가 방지되는 방식의 차량용 교류 발전기 제어 유닛이 일본 특허 출원 제 87-160043 호에 개시되어 있다. 그러나, 이러한 형태의 제어 유닛은 축전지의 용량 및 교류 발전기의 출력 단자로부터 축전지까지의 와이어링 임피던스와 같은 차량 조건에 의해 리플 폭이 쉽게 변화되는 금지 조건 및, 교류 발전기의 회전 속도와 같은 동작 조건을 성정하기가 어렵기 때문에, 즉시 활용되지 못하고 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것이다. 계자 전류의 듀티 비율은 차량 조건 및 동작 조건에 의해 영향받지 않고도 축전지의 방전 상태에 따라 변화될 수 있다는 사실에 주목하자. 따라서, 본 발명은 교류 발전기의 출력 전압 감소를 금지하기 위해 듀티 비율을 검출함으로써 차량 램프의 수명을 연장시키고 축전지의 방전 효율을 개선할 수 있는 차량용 교류 발전기의 제어 유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다.

청구항 제1항에 따라, 교류 발전기의 출력 전압이 차량 램프의 부하가 입력될 때는 제1의 조정 전압값이 되고 차량 램프가 입력되지 않을 때는 상기 제1의 조정 전압값보다 높은 제2의 조정전압값이 되도록 스위칭하는 차량용 교류 발전기 제어 유닛이 제공된다. 상기 제어 유닛은 계자 전류의 듀티 비율이 소정의 듀티 비율보다 높을 때 교류 발전기의 출력 전압이 제1의 조정 전압값으로 스위칭되는 것을 금지하고 제2의 조정 전압값으로 스위칭하는 수단을 구비한다.

청구항 제2항에 따라, 램프 스위치로부터의 온/오프 신호에 의해 상기 청구항 1항에서의 제1 및 제2의 조정 전압값 사이를 스위칭하는 수단을 구비하는 차량용 교류 발전기 제어 유닛이 제공된다.

청구항 제3항에 따라, 차량 램프의 부하가 입력될 때는 소정의 듀티 비율을 청구항 제1항의 소정의 듀티 비유로서 사용하고 차량 램프의 부하가 입력되지 않을 때는 상기 제2의 소정의 듀티 비율보다 낮은 제1의 소정의 듀티 비율을 사용하는 수단을 구비하는 차량용 교류 발전기 제어 유닛이 제공된다.

청구항 제4항에 따라, 교류 발전기의 출력 전압을 조정하기 위해 전력 발생을 시작하는 차량에 의해 구동된 교류 발전기의 정류된 출력 단자 전압에 따라 교류 발전기의 계자 코일을 통해 흐르는 계자 전류를 듀티 제어하는 차량용 교류 발전기 제어 유닛이 제공된다. 상기 제어 유닛은 계자 전류의 듀티 비율이 소정의 듀티 비율보다 낮을 때 교류 발전기의 출력 전압이 제1의 조정 전압값으로 조정되도록 스위칭하고 듀티 비율이 소정의 듀티 비율보다 높을 때 상기 제1의 조정 전압값보다 높은 제2의 조정 전압값으로 스위칭하는 수단을 구비한다.

청구항 제1항에 따라, 차량 램프의 부하가 입력되는 동안 계자 전류를 온 오프하는 듀티 비율이 검출된다. 검출된 듀티 비율이 소정의 듀티 비율보다 높을 때, 전압 조정을 위한 스위칭이 금지되고 교류 발전기의 출력 전압은 제1의 조정 전압값으로부터 제2의 조정 전압값으로 스위칭된다. 상기 검출된 듀티 비율이 소정의 듀티 비율보다 낮을 때, 전압 조정을 위한 스위칭이 허용되고 교류 발전기의 출력 전압은 제2의 조정 전압값으로부터 제1의 조정 전압값으로 스위칭된다. 이로써 축전지의 충전 상태를 열화시키지 않은 채 램프의 수명을 연장하고 부하로서의 차량 램프에 공급된 전압을 감소시킨다.

청구항 제2항에 따라, 제1의 조정 전압값과 제2의 조정 전압값 간의 스위칭은 램프 스위치로부터의 온/오프 신호에 의해 실행되며, 이로써 차량 내에 일반적으로 제공된 램프 스위치를 활용할 수 있으며 경제적으로 유리하다.

청구항 제3항에 따라, 램프를 점등함으로써 초래된 증가된 부하로 인한 차량 램프의 플리커링은 차량 램프의 부하가 입력되지 않을 때는 제1의 소정의 듀티 비율을 활용하고 차량 램프의 부하가 입력될 때는 상기 제1의 소정의 듀티 비율보다 높은 제2의 소정의 듀티 비율을 활용함으로써 제거될 수 있다.

청구항 제4항에 따라, 검출된 듀티 비율이 소정의 듀티 비율보다 높을 때 교류 발전기의 출력 전압은 제2의 조정 전압값으로 먼저 조정된다. 이리하여, 축전지의 방전량이 클 때 교류 발전기의 출력 전압은 하이가 되고 차량 램프의 수명은 축전지의 방전 상태를 열화 시키지 않은 채 연장될 수 있다.

본 발명의 상기 및 다른 목적, 특징 및 장점은 첨부 도면을 참조한 다음 설명으로부터 더욱분명해 질 것이다.

[양호한 실시예의 설명]

본 발명은 종래 기술에서의 동일 소자에 대해 동일 도면 부호를 갖는 첨부 도면을 참조하여 설명된다.

[제1 실시예]

제1도는 본 발명의 제1실시예에 따른 차량용의 교류 발전기 제어 유닛의 회로도이다. 제1도에서, 도면 부호(312)는 제5도에 도시된 저항(303)의 레지스턴스 값보다 더 작은 값을 갖도록 저항(303)의 위치에 제공된 저항을 나타낸다. 이 저항(312)은 축전지(5)의 충전 효율을 고려하여 제1의 조정 전압을 종래의 12.5V로부터 13.5V로 변경하기 위한 것이다. 저항(312)과 저항(302)간의 접속점 B는 트랜지스터(305)의 콜렉터 및 듀티 검출기(8)의 출력 포트(801)에 접속된다. 이 출력 포트(801)는 듀티 검출기(8)의 입력 포트(802)로부터의 출력에 의해 온 오프되는 스위치(803)를 구비한다. 상기 스위치(803)의 고정된 단자(803a)는 B점에 접속되며 스위치(803)의 가동 단자(803b)는 접지된다. 상기 입력 포트(802)은 출력 트랜지스터(309)와 다이오드(310)간의 접속점에 계자 코일(102)의 한 단부를 접속시키기 위해 와이어링에 접속되며, 판단 회로(802a)를 갖는다. 판단값으로서 소정의 듀티율이 이 판단 회로(802a)에서 설정되어 입력 포트(802)로부터의 계자 전류 입력의 듀티율을 검출한다. 검출된 듀티율이 상기 소정의 듀티율보다 높을 때, 판단 회로(802a)는 ON 동작용의 온 신호를 출력 포트(801)의 스위치(803)에 출력하며 이 출력 포트(801)은 B점을 접지시킨다. 판단 회로(802a)가 온 신호를 출력하지 않을 때, 스위치(803)는 오프 상태로 된다.

램프 스위치(7)가 온 될 때, 트랜지스터(402)는 도전되어, 램프 검출 수단(4)의 출력은 로우가 되고 트랜지스터(305)는 비도전된다. 이 상태에서, 계자 전류의 듀티 비율이 소정의 듀티 비율보다 낮을 때, 축전지(5)의 단자 전압을 검출하는 회로는, B점이 듀티 검출기(8)에 의해 접지되지 않으므로 저항(301, 302, 312)으로 구성된다. 이로써, 교류 발전기(1)의 출력 전압은 제2의 조정 전압값, 에를 들어 13.5V보다 낮은 제1의 조정 전압값으로 조정된다.

램프 스위치(7)가 온이고 계자 전류의 듀티 비율이 소정의 듀티 비율보다 높을 때, 축전지(5)의 단자 전압을 검출하는 회로는, B점이 듀티 검출기(8)에 의해 접지되어 있으므로 저항(301, 302)으로 구성된다. 이로써, 교류 발전기(1)의 출력 전압은 제2의 조정 전압값, 예를 들어 14.5V로 조정된다.

한편, 램프 스위치(7)가 오프 일 때, 교류 발전기(1)의 출력 전압 및 축전지(5)의 단자 전압은 계자 전류의 듀티 비율에 상관없이 A점의 전압이 증가할수록 감소하며, 교류 발전기(1)의 출력 전압 및 축전지(5)의 단자 전압은 축전지(5)의 단자 전압 감소로 인하여 A점의 전압이 감소할수록 증가한다. 이러한 과정을 반복함으로써, 교류 발전기(1)의 출력 전압은 제2의 조정 전압값, 예를 들어 14.5V로 조정된다.

간략하게, 상기 제1실시예에 따라, 램프 스위치(7)가 온 되고 계자 전류의 듀티 비율이 소정의 듀티 비율보다 클 때, 축전지(5)의 방전이 커진다. 따라서, 교류 발전기(1)의 출력 전압이 로우 전압으로 스위칭되는 것이 램프 검출 수단(4)에 의해 금지되므로, 램프(6)에 인가된 전압은 축전지(5)의 충전 효율을 손상시키지 않은 채 적절히 감소되며 램프의 수명은 연장될 수 있다.

램프 검출 수단(4)의 온/오프(고전위/저전위) 동작, 계자 전류의 듀티 비율, 교류 발전기(1)의 출력 전압(제어 전압)간의 관계는 제2도에 도시되어 있다. 제2도에 있어서, DF는 듀티 검출기(8)에 의해 검출된 듀티 비율이며, DF1은 소정의 듀티 비율이다.

제1실시예에서, 스위치(803)는 가동 접점을 갖는 기계적 스위치로서 설명되어 있으나, 트랜지스터와 같은 전기 스위치가 사용된다면, 그 스위칭 기능이 확장될 수 있다.

[제2실시예]

제1실시예에서, 램프 검출 수단(4)은, 램프(6)의 단자 전압이 검출될 때 트랜지스터(402)로 형성된다. 제3도에 도시된 바와 같이,램프 스위(10)가 램프 검출 수단(4)으로서 사용되고 램프 스위치(10)의 온/오프 동작에 의해 온 오프 되는 릴레이(9)가 상기 제1실시예의 램프 스위치(7)로 대체될 때, 제1실시예와 동일한 결과가 얻어질 수 있다.

[제3실시예]

상기 실시예의 듀티 검출기(8)의 판단값인 소정의 듀티 비율은 제4도에 도시된 바와 같은 램프의 존재 및 부재에 따라 변경될 수 있다. 즉, 듀티 검출기(8)에서의 소정의 듀티 비율은 램프가 존재할 때는 DF2이고, 램프가 부재일 때는 DF3가 된다. 램프가 존재할 때의 소정의 듀티 비율 DF2는 램프가 부재일 때 소정의 듀티 비율 DF3보다 높게 설절되며(DF2DF3), 이로써, 램프(6)를 점등함으로써 발생된 계자 전류의 듀티 비율의 증가로 인한 듀티 검출기(8)의 출력 변화를 억제한다. 듀티 검출기(8)의 출력이 로우일 때, 즉, 검출된 듀티 비율이 소정의 듀티 비율보다 낮을 때, 조정된 전압은 램프를 점등함으로써 제2의 조정 전압값(14.5V)으로부터 제1의 조정 전압값(13.5V)으로 스위칭된다. 한편, 검출된 듀티 비율은 램프의 점등으로 인한 부하의 증가에 기여한다. 이때, 검출된 듀티 비율이 소정의 듀티 비율보다 클 때, 듀티 검출기(8)의 출력은 하이가 되고 제2의 조정 전압값으로부터 제1의 조정 전압값으로의 스위칭을 금지하는 상태가 설정된다. 이로써, 제1의 조정 전압값으로부터 제2의 조정 전압값으로의 조정 전압값 스위칭 및 플리커링(flickering)현상이 램프(6)에 대해 나타난다. 따라서 램프 점등으로 증가된 부하로 인한 램프(6)의 플리커링은 램프 점등시의 소정의 듀티 비율을 램프가 부재일 때의 판단값보다 높게 설정함으로써 방지될 수 있다(DF2DF3).

본 발명에 따라, 다음의 결과가 얻어질 수 있다.

청구항 1항에서, 교류 발전기의 출력 전압은 계자 전류의 검출된 듀티 비율이 차량 램프의 부하가 입력될 동안 소정의 값보다 낮은 경우에만 감소되므로, 램프에 인가된 전압은 축전지의 충전 상태를 열화시키지 않은 채 감소될 수 있으며 램프의 수명은 연장될 수 있고, 신뢰할 만한 개선된 품질을 얻을 수 있다.

청구항 제2항에서, 제1의 조정 전압값과 제2의 조정 전압값 간의 스위칭이 램프 스위치로부터의 온/오프 신호에 의해 실행되므로, 차량 내에 제공된 램프 스위치를 사용하는 것이 경제적으로 유리하다.

청구항 제3항에서, 제1의 소정의 듀티 비율은 차량 램프의 부하가 입력되지 않을 때 사용되고 제1의 소정의 듀티 비율보다 큰 제2의 소정의 듀티 비율은 차량 램프의 부하가 입력될 때 사용되므로, 램프 점등으로 증가된 부하로 인한 차량 램프의 플리커링은 적절히 방지될 수 있다.

청구항 제4항에서, 교류 발전기의 출력 전압은 검출된 듀티 비율이 소정의 값보다 클 때 제1의 조정 전압값보다 높은 제2의 조정 전압값으로 조정되므로, 교류 발전기의 출력은 축전지의 방전량이 클 때 증가되며, 이로써 차량 램프의 수명은 연장된다.

Claims

차량용 교류 발전기 제어 유닛에 있어서, 상기 교류 발전기의 출력 전압은 상기 교류 발전기의 계자 코일을 통해 흐르는 계자 전류를, 전력 발생을 위해 차량에 의해 구동되는 상기 교류 발전기의 정류된 출력 단자 전압에 따라, 듀티 제어함으로써 조정되며, 조정되는 상기 교류 발전기의 출력 전압은 차량 램프의 부하가 입력될 때는 제1의 조정 전압값으로 스위칭되고, 차량 램프의 부하가 입력되지 않을 때는 상기 제1의 조정 전압값보다 높은 제2의 조정 전압값으로 스위칭되며, 상기 제어 유닛은 상기 계자 전류의 듀티 비율이 소정의 듀티 비율보다 높을 때 상기 교류 발전기의 출력 전압이 상기 제1의 조정 전압값으로 스위칭되는 것을 금지하고 상기 제2의 조정 전압값으로 스위칭되도록 하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 교류 발전기 제어 유닛.
제1항에 있어서, 상기 제1의 조정 전압값과 상기 제2의 조정 전압값간의 스위칭은 차량 램프 부하 스위치로부터의 온/오프 신호에 의해 실행되는 것을 특징으로 하는 차량용 교류 발전기 제어 유닛.
제1항에 있어서, 차량 램프 부하가 입력될 때 제2의 소정의 듀티 비율을 상기 소정의 듀티 비율로서 사용하고 차량 램프 부하가 입력되지 않을 때는 상기 제2의 소정의 듀티 비율보다 낮은 제1의 소정의 듀티 비율을 상기 소정의 듀티 비율로서 사용하는 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 교류 발전기 제어 유닛.
차량용 교류 발전기 제어 유닛에 있어서, 상기 교류 발전기의 출력 전압은 상기 교류 발전기의 계자 코일을 통해 흐르는 계자 전류를, 전력 발생을 위해 차량에 의해 구동되는 상기 교류 발전기의 정류된 출력 단자 전압에 따라, 듀티 제어함으로써 조정되며, 상기 제어 유닛은 상기 계자 전류의 듀티 비율이 소정의 듀티 비율보다 낮을 때에 상기 교류 발전기의 출력 전압을 제1의 조정 전압값으로 스위칭하고, 상기 계자 전류의 듀티 비율이 상기 소정의 듀티 비율보다 높을 때에 상기 교류 발전기의 출력 전압을 상기 제1의 조정 전압값보다 높은 제2의 조정 전압값으로 스위칭하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 교류 발전기 제어 유닛.