带FR、G 端子的三菱发电机电压调节器调压原理分析与检测

2024年2月5日发(作者：比亚迪2023年新车计划)

带 FR、G 端子的三菱发电机电压调节器调压原理分析与检测

符辉;何金戈

【摘 要】对带有FR、G端子的三菱发电机电压调节器调压原理进行了具体分析,同时介绍了FR、G端子的具体就车检测方法.

【期刊名称】《农业装备与车辆工程》

【年(卷),期】2010(000)007

【总页数】4页(P49-52)

【关键词】FR端子;G端子;调节器;分析;检测

【作 者】符辉;何金戈

【作者单位】海南大学机电工程学院汽车系,海南儋州,571737;海南大学机电工程学院汽车系,海南儋州,571737

【正文语种】中 文

【中图分类】U463.403

三菱的v73、v31、v33等车型，使用B端子和L、S两针脚插头的发电机，新款格蓝迪、蓝瑟EVO、v97等车型，均使用 B 端子和 L、S、FR、G 四针脚插头的新型发电机，而且在实际的应用中，当发电机标明的额定输出 V/A相同时，经过悬空四针脚插头FR、G的两针脚，还可以替代两针脚插头的发电机使用。

使用FR、G端子的三菱车用发电机配备的是蓄电池电压感知型、综合取样法、外搭铁内置式电子调压器，20°C时调节电压均为13.9－14.9V。调节器型号

MD619268，内部电路和发动机ECU的连接如图1所示。

1 基本结构

三菱发动机所用发电机由9个二极管组成，其中6只大功率整流二极管组成三相全波桥式整流电路，对外负载供电。3只小功率管二极管与整流二极管中的三只大功率负极管组成三相全波桥式整流电路专门为发电机磁场供电。

图1 带FR、G端子的三菱发电机电路

B端子连接于发电机的输出端，用于向蓄电池充电。

L端子连接于仪表板上的充电指示灯，是发电机充电指示灯的控制端。其作用是：根据发电机是否发电或发电是否正常，独立控制充电指示灯的点亮或熄灭。同时，在发电机发电初期，用于向发电机提供他励激磁电流。

S端子连接至电瓶的正极，是电瓶电压的侦测端，用于向调节器提供调节参考电压，调节器根据该端电压的变化输出不同宽度的磁场脉冲。

FR端子是磁场脉冲信号输出端，供发动机ECU进行发电机发电状况监测。

G端子是发动机ECU控制端，用于对发电量的控制。

发电机调节器采用综合电压取样法，即将交流发电机励磁二极管取样法和蓄电池取样法综合使用：电阻R3和R4组成一个分压器，起到励磁二极管电压取样功能。R5、R6、R7（或 TR1的Ube1）也组成一个分压器，起到蓄电池取样功能。

Tr1和Tr2均是小功率三极管，属于控制用二极管，用来最终控制功率晶体管Tr3的开与关。Tr3是大功率三极管，和发电机的磁场绕组串联，起开关作用，用来接通与切断发电机的励磁电路；

D10是续流二极管；磁场绕组由接通转为断开状态时（此时F端为+，T端为－），经二极管 D10构成放电回路，防止三极管Tr3被击穿损坏。

稳压管是感受元件，串联在Tr2的基极电路中，以感受发电机的输出电压和蓄电池电压。

2 工作原理分析

2.1 S端子线路正常时的工作电路分析

2.1.1 点火开关接通，发动机未起动、或起动时未达到充电转速时

点火开关接通，发动机未启动，如果充电指示灯灯泡完好，则蓄电池电压通过充电指示灯、L端子、T端子向磁场线圈供电。如果充电指示灯灯泡烧毁，则通过并联的充电指示灯断路旁通电路以同样线路向磁场线圈供电。此时，发动机ECU对G不进行控制，类似于断路悬空。蓄电池电压经过L、R9、R8向Tr1提供基极偏压，Tr1导通。

由于此时蓄电池相比发电机正常发电时电压为低，C 点电位 UC=Us-R5/(R5+R6)×(Us-Uce1)，低于稳压二极管导通电压，稳压二极管不导通，使Tr2关闭，蓄电池正极通过L端子由R1向功率晶体管Tr3提供基极偏压，功率晶体管Tr3导通，磁场线圈搭铁，回路中有电流通过，发电机他励发电，同时，由于充电指示灯串联在励磁回路中，因此充电指示灯点亮。

磁场绕组电流走向为：

蓄电池正极→点火开关→充电指示灯 （充电指示灯断路时为充电指示灯断路旁通电路）→L端子→T端子→磁场绕组→F端子→功率晶体管Tr3→搭铁。

2.1.2 发电机电压升高,但如果S点电压小于14.9V时

发电机电压虽然升高,但如果S点电压小于发电机输出电压调节上限14.9V时,Tr2继续截止，Tr3继续导通，发电机自励且开始对外供电。

磁场绕组电路为：发电机励磁二极管→T端子→磁场绕组→F端子→功率晶体管Tr3→搭铁。此时，由于T端子有电压输出，和L端子电压相平衡，充电指示灯熄灭。

2.1.3 当发电机电压升高到等于调节上限14.9 V时

发电机电压随转速升高而继续升高。C点电位也升高，Us达到14.9 V时，由于分

压作用，C点电位升高，使稳压二极管导通，Tr2接通，A点电位接近于0V，功率晶体管Tr3失去基极偏压而关闭，磁场线圈搭铁回路被切断。此时，磁场绕组中没有电流通过，发电机输出电压迅速下降。

2.1.4 当发电机电压下降到调节下限13.9V时

由于发电机电压下降，C点电位降低,不能使稳压二极管导通，Tr2关闭，R1给功率晶体管Tr3提供基极偏压，功率晶体管Tr3导通，磁场线圈搭铁，磁场回路有电流，发电机开始重新发电。

由此周而复始，调节器对发电机输出电压实现动态控制，发电机输出电压被控制在一定范围内。电容C1起滤波作用，减小发电机输出电压的的波动，使输出电压稳定。

2.2 S端子线路断路时的工作电路分析

如果S端子线路出现断路等连接性故障，调节器S端子检测不到交流发电机在蓄电池正极端的输出端电压US，R5、R6、R7分压支路不再起作用，为防止交流发电机的输出电压由此失控而无限制地上升，烧毁整车线路，电压调节器设置了并联的R3、R4分压电路，构成励磁二极管电压取样，利用励磁二极管电压输出电压，完成对发电机的输出电压的调节。调节器可以通过T端子检测到交流励磁二极管电压UT,通过R3、R4分压电阻将发动机的输出电压控制在13.9-14.9V范围内。

其调节原理是：C 点电位=R3/(R3+R4)×UT,当T端子电压低于15.3V时，稳压二极管不能导通，Tr2关闭，Tr1接通，发电机发电，励磁电流的电流走向同S端子正常时一样。随着发电电压的增高，当T端子电压高于15.3V时，稳压二极管导通，Tr2导通，Tr1关闭，发电机不发电，输出电压逐渐下降。当输出电压下降到励磁二极管取样法最低调节电压15.3V时，T端子电位降低，稳压二极管不能导通，Tr2关闭，Tr1接通，发电机开始发电，励磁电流的电流走向同S端子正常时一样。

由于调节器通过S点电压取样时，控制的最高电压是14.9 V，低于调节器通过T

端子取样时控制的最低电压15.3V，因此二者不会相互干扰：在S端子线路正常时，S点蓄电池电压取样先进行调节，励磁二极管T端子取样不起作用。

2.3 G端子控制分析

2.3.1 G端子功用

G端子与发动机ECU相连，属于ECU控制的输出促动器类。

在怠速时，当电器负载突然变化时，如前照灯打开等情况下，交流发动机输出电流会突然升高，怠速转速突然降低，为了保持一个稳定的怠速，三菱发动机设置了一个G端子，利用发动机ECU控制电压调节器的速度快于发动机ECU调节步进电机伸缩速度的特性，减少发电机的输出电压，从而保持发动机的稳定运转。但当负荷无变化或负荷稳定后，发动机ECU不再对G端子进行控制。

2.3.2 G端子控制分析

在发动机正常运转时，发动机ECU不提供与ECU内部连接的G端子控制端的基极控制信号，G端子控制端悬空，不对调节器起作用。

怠速时，如果突然开启大负荷用电器，发动机ECU给G端子控制端发出基极控制信号，使给G端子控制端的三极管导通，使H点电位接近于0V，Tr1关闭，C点电位UC=(R6+R7)/(R5+R6+R7)×US，由于电阻R7的参与，同样US电压下，使C点电位升高，也就是说，在比较低的蓄电池电压下，就能够使稳压二极管导通。事实上，蓄电池电压在S点电位US为12.3V时即可使稳压二极管导通，Tr2导通，Tr3关闭，发电机励磁电流被截断，发电机不发电。在此期间，发动机ECU也同时向怠速电机提供增大进气量信号。

当关闭大负荷用电器，或者当怠速电机提供增大进气量后发动机转速升高，发动机ECU就控制断开G端子控制搭铁端，G端子悬空，调节器进行正常调节。

因此，在怠速时，发动机ECU根据负荷和怠速的变化，通过G端子改变发电机调节器功率晶体管的负荷循环（Duty Cycle），间断的对G端子进行断开和搭铁控

制，控制交流发电机产生的电流值。负荷循环可以在100%（此时US最低电压可达12.3V，发动机处于不发电状态）和0%（此时US最低电压14.9 V，发电机发出最高调节电压）之间变化。

2.4 FR端子控制分析

FR端子内部与发电机调节器的励磁线圈末端相连，外部与ECU相连，主要用于发动机ECU对激励交流发电机磁场线圈的负荷循环的监测，属于向ECU输入信号的传感器类。交流发电机励磁线圈的激励状态从交流发电机F端子经FR接头连接到发动机ECU，将交流发电机励磁线圈导通时的占空比信号输入到发动机ECU，发动机ECU根据该信号探测交流发电机输出电流，并根据输出电流（电负荷）控制怠速转速。同时，发动机ECU通过监控FR端子的电压来判断充电系统是否有故障,如果发电机不发电，或相关电路断路或短路，则会输出故障代码 P0622---交流发电机FR端子系统故障。

另外，四针脚的三菱发电机还具有故障保险功能：Fr端子与G端子关联，FR坏则G不起作用。当诊断功能检测出FR传感器有故障时，交流发电机将不再按照电气负荷大小来控制交流发动机的输出,和普通的交流发动机一样进行工作。

值得一提的是，发动机ECU用于检测所提供的参考电压有两种，12V和5V，在修理过程中应加以区别对待。

3 检修

3.1 “S”端子的就车检查

不论点火开关是否打开，用万用表电压档测量线束侧“S”端子，其电压值均应为蓄电池电压

3.2 “L”端子的就车检查

断开发电机四针插头，打开点火开关，万用表电压档测量线束侧“L”端子，其电压值应为蓄电池电压；关闭点火开关，其线束侧电压值均为0V。

3.3 “FR”端子的就车检查

断开发电机四针插头，点火开关“ON”，用万用表电压档测量线束侧“FR”端子对负极电压，其数值应为蓄电池电压。连接发电机四针插头后测量，“FR”端子对负极电压应在1V左右。

在发电机四针插头连接的情况下，将发动机怠速运转，打开前照灯、刹车灯、后部除雾器开关，则 “FR”端子对蓄电池负极的电压应有所降低（实测值从2.4V降到1.0V）。这是因为发电机负荷增大，功率晶体管TR3导通时间增长，发电机激磁线圈的占空比增大，致使F点电位降低。

用三菱专用解码仪MUT3，进入发动机系统进行检测，如果交流发电机 FR端子系统相关电路断路或短路，则会出现故障码P0622

3.4 “G”端子的就车检查

断开发电机四针插头，用万用表电压档测量线束侧“G”端子对负极电阻，应不导通。如果导通，应更换发动机ECU。当点火开关“ON”，在发电机四针插头连接的情况下测量，“G”端子对负极电压应为5V以上,这是由于此时的“G”端子输出的是“H”点的电压值，其值为UT-R9(R9+R8)(UTUbe1)。

将发动机怠速运转，打开前照灯、刹车灯、后部除雾器开关，则“G”端子对蓄电池负极的电压应比关闭前照灯、刹车灯、后部除雾器开关的电压值升高0.2～3.5V左右。

需要说明的是，当“G”端子及相关线路有短路或断路故障时，并不输出故障码，但可以从现象上简单判断：当调节电压一直为12.3V时，可以认为G端子处于短路状态，需要检查与G端子有关的电线。而当G端子开路时，发动机ECU对发电机失去控制作用，但没有具体故障现象。

4 结论

早期的三菱汽车所用的发电机一般都不带有发动机ECU的监控功能，发动机集中

控制的发展将发电机的控制也涵盖其中。通过对三菱车系带FR、G端子的发电机电压调节器调压原理的分析，明确了FR、G端子在四端子发电机电压调节器的功用：FR端子是磁场脉冲信号输出端，供发动机ECU进行发电机发电状况监测；G端子是发动机ECU控制端，用于对发电量的控制，特别是利用发动机ECU控制G端子的速度快于步进电机伸缩速度的特性，使发动机的保持稳定运转。在对FR、G端子的检测方法上，可以使用就车检测法或专用解码仪进行检测。特别是在检测发电机不发电的故障现象时，G端子与蓄电池负极短路这一原因也是必须考虑的一个因素。

参考文献

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