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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fahrzeugmontierte Stromversorgung.
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2. Beschreibung verwandten Stands der Technik
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Ein elektrischer Stromgenerator hat einen Dreiphasen-Wechselstrom-Stromgenerator, bei dem Dreiphasen-Ankerwicklungen um einen Ankerkern eines Stators herum vorgesehen sind, eine Feldwicklung um einen magnetischen Polkern eines Rotors vorgesehen ist und durch einen Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs gedreht wird, um elektrischen Strom zu erzeugen, einen Gleichrichter zum Gleichrichten der durch den Dreiphasen-Wechselstromgenerators erzeugten Dreiphasen-Wechselspannung, um die Dreiphasen-Wechselspannung in eine Gleichspannung umzuwandeln, und eine Feldregelschaltung zum Detektieren der Ausgangsspannung des Gleichrichters und zum Einregeln des durch die Feldwicklung hindurch fließenden Feldstromes, so dass die betreffende Ausgangsspannung gleich einem vorgegebenen Wert ist. Die
JP 2008-185450 A offenbart eine Fahrzeug-montierte Stromversorgung, die einen elektrischen Stromgenerator, wie oben beschrieben, verwendet. Die Fahrzeug-montierte Stromversorgung, die oben beschrieben wurde, weist einen elektrischen Stromgenerator auf, der durch die Drehung eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs angetrieben wird und eine Gleichspannung ausgibt, und eine Spannungswandlervorrichtung zum Umwandeln der Gleichspannung aus dem elektrischen Stromgenerator in eine Gleichspannung mit einem anderen Spannungswert. Die Fahrzeug-montierte Stromversorgung ändert die erzeugte Spannung des elektrischen Stromgenerators anhand der erforderlichen Lastleistung für eine elektrische Last des Fahrzeugs, die mit der Spannungswandlervorrichtung verbunden ist, wodurch die Ausgangsleistung des elektrischen Stromgenerators gesteigert wird.
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Weiterhin offenbart
JP 03-624 334 B2 auch eine Fahrzeugmontierte Stromversorgung zum Steigern der Ausgangsleistung eines elektrischen Stromgenerators durch Variieren der erzeugten Spannung des elektrischen Stromgenerators. Gemäß dieser Veröffentlichung ist die Fahrzeug-montierte Stromversorgung mit einem elektrischen Doppelschichtkondensator ausgestattet, der mit einer Bleispeicherbatterie über einen Schalter parallel verbunden ist. In diesem Fall, wenn entschieden wird, dass das Fahrzeug verzögert wird, wird die Bleispeicherbatterie vom elektrischen Doppelschichtkondensator getrennt und wird auch die erzeugte Spannung eines in einem Fahrzeug montierten elektrischen Stromgenerators auf den maximal gestattbaren Spannungswert einer elektrischen Last (beispielsweise eines Wischermotors, einer Pumpe oder dergleichen) eingestellt, die im Fahrzeug montiert sind, um den elektrischen Doppelschichtkondensator aufzuladen. Wenn der Verzögerungszustand aufgelöst wird, wird die Stromerzeugung des elektrischen Stromgenerators gestoppt, bis der Spannungswert des elektrischen Doppelschichtkondensators aufgrund der Stromversorgung an die elektrische Last auf den Spannungswert der Bleispeicherbatterie abgesenkt ist. Wenn der Spannungswert des elektrischen Doppelschichtkondensators auf einen niedrigeren Wert als den Spannungswert der Bleispeicherbatterie reduziert wird, werden der elektrische Doppelschichtkondensator und die Bleispeicherbatterie miteinander verbunden, und es wird auch der elektrische Stromgenerator dazu gebracht, eine normale Stromerzeugung auszuführen.
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Bei der oben beschriebenen Fahrzeug-montierten Stromversorgung wird die erzeugte Spannung des elektrischen Stromgenerators auf die von der im Fahrzeug montierten Last erforderliche Leistung eingeregelt und sie hat damit das Problem, dass der elektrische Stromgenerator nicht notwendigerweise effizient bei der die maximale Leistung bereitstellenden Erzeugungs-Spannung angetrieben wird. Zusätzlich liefert der normale elektrische Stromgenerator einen Feldstrom an seiner Ausgangsseite und wenn der elektrische Stromgenerator betrieben wird, wenn seine Erzeugungsspannung variabel gemacht ist, variiert die an eine Feldregelschaltung angelegte Spannung und damit ist es vom Standpunkt der Steuerung aus schwierig, stabilen Feldstrom zu liefern, so dass die Ausgangsspannung des elektrischen Stromgenerators instabil werden kann.
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Weiterhin ist unter der Bedingung, dass die Spannung an der Ausgabeseite des elektrischen Stromgenerators gleich 0 V ist (beispielsweise ist die Stromwandlungsvorrichtung eine Spannungswandlervorrichtung vom Isolationstyp, und gerade nachdem der Verbrennungsmotor des Fahrzeugs gestartet ist), unmöglich, Feldstrom zum fließen durch eine Feldwicklung bereitzustellen, so dass der elektrische Stromgenerator keinen elektrischen Strom erzeugen kann.
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Aus
JP 2001-103 796 A ist eine Energieerzeugung-Steuervorrichtung bekannt, bei der eine Feldstromsteuerung so vorgenommen wird, dass die Ausgangsspannung des Generators einer Zielspannung folgt, bei der die maximale Effizienz erreicht wird.
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Aus
JP 2003-070 299 A ist eine Energieerzeugung-Steuervorrichtung bekannt, die einen Glättungskondensator aufweist, der die Welligkeit der erzeugten Ausgangsspannung reduziert.
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Weitere Fahrzeug-montierte Stromversorgungen sind aus
DE 69016708 T2 ,
JP H08-298732 A ,
JP 2003-319695 A ,
US 5.483146 A ,
JP 2004-229478 A und
FR 2892077 A1 bekannt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung ist gemacht worden, um das obige Problem zu lösen und hat als Aufgabe die Bereitstellung einer Fahrzeug-montierten Stromversorgung, die einen stabilen Feldstrom an eine Feldregelschaltung liefern kann, um damit die Ausgangsleistung des elektrischen Stromgenerators zu stabilisieren.
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Um die obige Aufgabe zu lösen, umfasst eine erfindungsgemäße Fahrzeug-montierte Stromversorgung die Merkmale gemäß Patentanspruch 1. Eine vorteilhafte Ausgestaltung ergibt sich aus dem Unteranspruch.
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Gemäß der Fahrzeug-montierten Stromversorgung der vorliegenden Erfindung kann die Ausgangsleistung des Generators in die Speicherbatterie geladen werden. Daher kann der Generator dazu gebracht werden, Strom zu erzeugen, wobei die erzeugte Spannung die maximale Ausgangsleistung auf Basis der Drehgeschwindigkeit des Wechselstromgenerators unabhängig von der erforderlichen Lastleistung der im Fahrzeug montierten elektrischen Last bereitstellt und somit die Ausgangsleistung des Generators gesteigert werden kann. Zusätzlich kann die Stromerzeugung des Generators für den Zeitraum gestoppt werden, für den Strom zur mit dem Fahrzeug verbundenen elektrischen Last durch Entladen der Speicherbatterie geliefert wird. Daher kann der Energieverbrauch des Verbrennungsmotors des Fahrzeugs oder anderer Antriebsquellen reduziert werden.
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Weiterhin wird der Feldstrom zum Fließen durch die Feldregelvorrichtung aus der Ausgangsseite der Spannungswandlervorrichtung geliefert und somit kann der stabile Feldstrom an die Feldregelvorrichtung geliefert werden, so dass die Ausgangsleistung des Generators stabilisiert werden kann.
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Die vorstehenden und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung bei Betrachtung zusammen mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlicher werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist ein Diagramm, das den Aufbau einer Fahrzeugmontierten Stromversorgung zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ist ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen der Drehgeschwindigkeit einer Wechselstrom-Stromgeneratorvorrichtung in Bezug auf eine Erzeugungsspannung eines Generators und die Ausgangsleistung des Generators zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung zeigt;
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3 ist ein Flussdiagramm, welches die Prozessierung zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung zeigt;
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4 ist ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen der Erzeugungsspannung und der Ausgangsleistung des Generators in Bezug auf die Rotationsgeschwindigkeit der Wechselstromgeneratorvorrichtung zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung zeigt;
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5 ist ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen einer Rotationsgeschwindigkeit der Wechselstromgeneratorvorrichtung und dem Zielspannungswert des Generators zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung zeigt;
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6 ist ein Flussdiagramm, welches die Verarbeitung der Spannungssteuerung des Generators zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung zeigt;
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7 ist ein Flussdiagramm, welches die Bearbeitung der Steuerung einer Spannungswandlervorrichtung zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung zeigt;
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8 ist ein Diagramm, welches den Aufbau einer Fahrzeugmontierten Stromversorgung zur weiteren Erläuterung der vorliegenden Erfindung zeigt;
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9 ist ein Diagramm, welches eine Modifikation zeigt, in der die Konstruktion der Fahrzeug-montierten Stromversorgung teilweise verändert ist; und
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10 ist ein Diagramm, welches die Konstruktion einer Fahrzeug-montierten Stromversorgung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Eine bevorzugte Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In den Figuren repräsentieren dieselben Bezugszeichen dieselben oder entsprechende Teile.
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1 ist ein Diagramm, welches den Aufbau einer Fahrzeugmontierten Stromversorgung zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung zeigt.
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In 1 umfasst ein Generator („Alternator”) 200 einen Wechselstromgenerator 210, eine Gleichrichtervorrichtung 220 und eine Feldregelvorrichtung 230. Der Wechselstromgenerator 210 weist einen Stator auf, in dem Dreiphasen-Ankerwicklungen um einen Ankerkern eines Stators vorgesehen sind, und einen Rotor, bei dem eine Feldwicklung um einen magnetischen Polkern vorgesehen ist, und der Wechselstromgenerator 210 ist mechanisch mit dem drehenden Teil eines Verbrennungsmotors 100 über einen Riemen oder dergleichen verbunden (alles nicht gezeigt).
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Der Gleichrichter 220 ist ein Gleichrichter zum Gleichrichten der Dreiphasen-Wechselspannung und zum Liefern einer Gleichspannung. Die Feldregelvorrichtung 230 ist eine Vorrichtung zum Einregeln von Strom, um durch die Feldwicklung des Wechselstromgenerators 210 zu fließen. Eine Spannungssteuerung 300 berechnet eine Zielerzeugungsspannung des Generators 200 und steuert die Erzeugungsspannung des Generators 200 so, dass die betreffende Erzeugungsspannung gleich einem Zielspannungswert ist. Eine Speicherbatterie 700 ist beispielsweise ein elektrischer Doppelschichtkondensator. Er wird durch eine aus dem Generator 200 ausgegebene Gleichspannung V1 geladen und liefert Strom an eine in einem Fahrzeug montierte elektrische Last 600 durch eine Spannungswandlervorrichtung 400. Die Spannungswandlervorrichtung 400 wandelt die aus der Gleichrichtervorrichtung 220 ausgegebene Gleichspannung in eine Gleichspannung mit einem anderen Spannungswert um. Bezugszeichen 500 repräsentiert eine Bleispeicherbatterie und Bezugszeichen 600 repräsentiert eine im Fahrzeug montierte elektrische Last. Beide sind mit der Ausgangsseite der Spannungswandlervorrichtung 400 verbunden.
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Als Nächstes wird der Betrieb des Generators 200 beschrieben.
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Die Spannungssteuerung 300 stellt den Strom zum Fließen durch die Feldwicklung des Wechselstromgenerators 210 so ein, dass die detektiere Spannung V1 gleich einer Zielspannung ist. Wenn die detektiere Spannung V1 größer als der Zielspannungswert ist, wird der Strom zum Fließen durch die Feldwicklung des Wechselstromgenerators 210 so eingeregelt, dass er reduziert wird. Wenn die detektiere Spannung V1 kleiner als der Zielspannungswert ist, wird der Strom zum Fließen durch die Feldwicklung des Wechselstromgenerators 210 so eingeregelt, dass er ansteigt. Wenn der Strom zum Fließen durch die Feldwicklung gesteuert wird, wird der Betrag des durch den Rotor mit den Feldwicklungen erzeugten magnetischen Flusses gesteuert. Die durch die Dreiphasen-Ankerwicklung induzierte Wechselspannung variiert gemäß dem magnetischen Flussbetrag des Rotors. Die so induzierte Wechselspannung wird durch die Gleichrichtervorrichtung 220 in eine Gleichspannung gewandelt und als Gleichspannung V1 ausgegeben.
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Wie oben beschrieben, regelt dies Spannungssteuerung 300 Strom zum Fließen durch die Feldwicklung ein, und die Spannungsausgabe aus den Generator 200 wird so gesteuert, dass sie gleich V1 ist. Dementsprechend ist die Ausgabe des Generators 200 zu allen Zeiten gleich der Ausgangsspannung V1.
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Als Nächstes wird die Ausgabecharakteristik des Generators 200 beschrieben.
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Wenn der Strom zum Fließen durch die Feldwicklung fixiert ist, steigt die Rotationsgeschwindigkeit des Wechselstromgenerators 210 im Generator 200 an, und steigt auch die Ausgangsleistung desselben an. In Verbindung damit steigt auch der Strom der Dreiphasen-Ankerwicklung an, so dass der Generator 200 Wärme erzeugt. Um Sicherheit und Zuverlässigkeit sicherzustellen, ist es notwendig, diese erzeugte Wärme unter einem vorgegebenen Pegel oder weniger zu halten. Beim Generator 200 werden Ausgangsleistung und Wärmewert durch Einregeln des Stroms zum Fließen durch die Feldwicklung durch die Feldregelvorrichtung 230 eingestellt. Hier hängt der Wärmewert vom Strom ab und damit kann, um eine große Ausgangsleistung zu erhalten, der Strom aufrecht erhalten werden wie er ist, aber die Erzeugungs-Spannung kann angehoben werden.
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2 zeigt die Beziehung zwischen der Drehgeschwindigkeit des Wechselstromgenerators 210 und seiner Ausgangsleistung, wenn die Erzeugungsspannung des Generators 200 auf 14 V und 28 V eingestellt ist. Wenn die Rotationsgeschwindigkeit des Wechselstromgenerators 210 gleich oder kleiner als Na ist, kann eine größere Ausgangsleistung durch Einstellen der Erzeugungsspannung des Generators 200 auf 14 V erhalten werden, und wenn die Rotationsgeschwindigkeit des Wechselstromgenerators höher als Na ist, kann eine größere Ausgangsleistung durch Einstellen der Erzeugungsspannung des Generators 200 auf 28 V erzielt werden.
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Als Nächstes wird der Verarbeitungsfluss der Fahrzeugmontierten Stromversorgung unter Bezugnahme auf ein Flussdiagramm von 3 beschrieben. In 3 werden Fahrzeuginformationen wie etwa Drehgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors 100, die erforderliche elektrische Lastleistung und Spannungen V1, V2 etc. in Schritt S1 erhalten.
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Die Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors 100 kann unter Verwendung eines Kurbelwellensensors (nicht gezeigt) detektiert werden. Die erforderliche elektrische Leistung kann beispielsweise durch Detektieren eines EIN/AUS-Signals (nicht gezeigt) der im Fahrzeug montierten elektrischen Last detektiert werden. Die Spannungen V1 und V2 können beispielsweise durch Verwenden eines Spannungssensors (nicht gezeigt) detektiert werden.
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Nachfolgend wird in Schritt S2 festgestellt, ob der Generator angetrieben werden sollte. Der LZ (Ladungszustand) der Speicherbatterie 700 wird als Bedingung zum Feststellen des Antreibens beispielsweise des Generators 200 verwendet. LZ der Speicherbatterie 700 kann aus der Spannung V2 oder dergleichen detektiert werden. Wenn der LZ der Speicherbatterie 700 gleich oder kleiner als ein vorgegebener Wert ist, wird festgestellt, dass der Generator 200 angetrieben werden sollte und die Verarbeitung geht zu Schritt S3 weiter. Wenn LZ der Speicherbatterie 700 größer als ein vorgegebener Wert ist, ist die Speicherbatterie 700 ausreichend aufgeladen und Stromlieferung an eine elektrische Last 600, die mit dem Fahrzeug verbunden ist, kann durch die Speicherbatterie 700 durchgeführt werden. Daher wird festgestellt, dass es unnötig ist, dass der Generator 200 Stromerzeugung durchführt (der Generator sollte nicht angetrieben werden) und somit geht die Verarbeitung zu Schritt S6.
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Im Schritt S3 wird der Zielspannungswert Vt des Generators 200 berechnet.
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Hier haben Erzeugungsspannung und Ausgabeleistung des Generators 200 die in 4 gezeigte Beziehung bei einer vorgegebenen Rotationsgeschwindigkeit des Wechselstromgenerators 210. Das heißt, es ist ersichtlich, dass ein Punkt, an dem die Ausgangsleistung (P1 bis P5) des Generators 200 maximal ist, existiert, indem die Erzeugungs-Spannung des Generators 200 auf einen vorbestimmten Erzeugungsspannungswert (Vo1 bis Vo5) bei einer vorgegebenen Rotationsgeschwindigkeit des Wechselstromgenerators 210 eingestellt wird. Aus dieser Beziehung wird die Zielspannung Vt des Generators 200 anhand der Rotationsgeschwindigkeit (N1 bis N5) des in 5 gezeigten Wechselstromgenerators 210 festgelegt. 5 ist ein Diagramm, in dem die Rotationsgeschwindigkeit (N1 bis N5) des Wechselstromgenerators 210 und die Zielspannung des Generators 200, wenn die Ausgangsleistung des Generators 200 maximal ist, auf Basis von 4 aufgetragen ist.
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In Schritt S4 wird die Spannungssteuerung des Generators 200 durchgeführt.
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Die Erzeugungsspannung des Generators 200 wird so gesteuert, dass sie gleich dem in Schritt S3 berechneten Zielspannungswert Vt ist. Spezifisch wird der in 6 gezeigte Verarbeitungsfluss ausgeführt. In 6 repräsentiert V1 die Gleichspannungsausgabe aus dem Generator 200. In Schritt S41 wird V1 mit der Zielspannung Vt verglichen und wenn V1 größer als der Zielspannungswert Vt ist, wird der Strom zum Fließen durch die Feldwicklung des Wechselstromgenerators 210 in Schritt S42 reduziert, wodurch die Erzeugungsspannung des Generators reduziert wird. Wenn V1 gleich oder kleiner als die Zielspannung Vt ist, wird in Schritt S43 der Strom zum Fließen durch die Feldwicklungen des Wechselstromgenerators 210 erhöht, wodurch die Erzeugungsspannung des Generators ansteigt. Entsprechend wird die Gleichspannungsausgabe aus dem Generator 200 so gesteuert, dass sie gleich Vt ist.
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In Schritt S5 wird die Ladungssteuerung der Speicherbatterie 700 ausgeführt.
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Wie oben beschrieben, wird der Zielspannungswert des Generators 200 so eingestellt, dass die Ausgangsleistung des Generators 200 maximal ist. Daher kann die Ausgangsleistung des Generators 200 mit hoher Wahrscheinlichkeit größer sein als die von der im Fahrzeug montierten elektrischen Last 600 erforderliche elektrische Lastleistung. In Bezug auf die Leistung, die so erzeugt wird, dass sie größer als die elektrischen Lastleistung ist, wird sie in die Speicherbatterie 700 geladen, und dann schreitet die Verarbeitung zu Schritt S8 fort.
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Wenn andererseits in Schritt S2 festgestellt wird, dass der Generator 200 nicht angetrieben werden sollte, geht die Verarbeitung zu Schritt S6 weiter, und es wird die Stromerzeugungsstoppsteuerung des Generators 200 ausgeführt. Spezifisch wird der Strom zum Fließen durch die Feldwicklung des Wechselstromgenerators 210 auf Null gesetzt, wodurch die Stromerzeugung des Generators 200 gestoppt wird.
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In Schritt S7 wird die Entladungssteuerung der Speicherbatterie 700 ausgeführt.
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Im Schritt S6 wird die Stromerzeugung des Generators 200 gestoppt und somit wird die Stromversorgung an die mit dem Fahrzeug verbundene elektrische Last 600 durch Entladung aus der Speicherbatterie 700 durchgeführt, und dann geht die Verarbeitung zu Schritt S8 weiter.
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In Schritt S8 wird die Steuerung der Spannungswandlervorrichtung 400 ausgeführt, und dann wird der Prozessfluss der 3 abgeschlossen. Das heißt, in der Spannungswandlervorrichtung 400 wird die aus dem Generator 200 oder der Speicherbatterie 700 ausgegebene Gleichspannung V1 in eine Gleichspannung V2 umgewandelt, oder die Gleichspannung V1 wird umgeleitet und so ausgegeben, dass sie der mit dem Fahrzeug verbundenen elektrischen Last 600 zugeführt wird. Genauer gesagt wird der in 7 gezeigte Prozessfluss ausgeführt. In 7 wird in Schritt S81 die Spannungsdifferenz zwischen der Spannung V1 und der Spannung V2 mit einem vorgegebenen Wert verglichen, und wenn die Spannungsdifferenz zwischen der Spannung V1 und der Spannung V2 größer als der vorgegebene Wert ist, wird die Gleichspannung V1 auf die Gleichspannung V2 abgesenkt und die abgesenkte Spannung wird in Schritt S82 ausgegeben. Wenn die Spannungsdifferenz zwischen der Spannung V1 und der Spannung V2 nicht größer als der vorgegebene Wert ist, wird die Gleichspannung V1 umgeleitet und in Schritt S83 ausgegeben.
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Wie oben beschrieben, kann gemäß der Fahrzeug-montierten Stromversorgung die Ausgangsleistung des Generators 200 in die Speicherbatterie 700 geladen werden, und somit kann der Generator 200 dazu gebracht werden, Strom bei der Erzeugungsspannung zu erzeugen, welche die maximale Ausgangsleistung bereitstellt, auf Basis der Rotationsgeschwindigkeit des Wechselstromgenerators 210, unabhängig von der erforderlichen Lastleistung der im Fahrzeug montierten elektrischen Last 600, so dass die Ausgangsleistung des Generators 200 gesteigert werden kann.
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Zusätzlich kann die Stromerzeugung des Generators 200 für den Zeitraum gestoppt werden, über den der Strom der mit dem Fahrzeug verbundenen elektrischen Last durch Entladen der Speicherbatterie 700 zugeführt wird, und somit kann der Energieverbrauch des Verbrennungsmotors 100 des Fahrzeugs oder andere Antriebsquellen (nicht gezeigt) reduziert werden.
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Wenn die Spannungsdifferenz zwischen der aus der Gleichrichtervorrichtung 220 ausgegebenen Gleichspannung V1 und der Spannung V2 an der Ausgangsseite der Spannungswandlervorrichtung 400 gleich oder kleiner als der vorgegebene Wert ist, wird der Absenkbetrieb der Spannungswandlervorrichtung 400 gestoppt, so dass kein Schaltverlust im Schaltelement in der Spannungswandlervorrichtung während des Absenkvorgangs der Spannungswandlervorrichtung auftritt und somit die Ausgangsleistung des Generators 200 effektiv an die mit dem Fahrzeug verbundene elektrische Last 600 geliefert werden kann.
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Weiterhin steigt, wie aus 2 ersichtlich, wenn die Erzeugungsspannung des Generators 200 angehoben wird, die Ausgangsleistung in einem Bereich, wo die Rotationsgeschwindigkeit des Wechselstromgenerators 210 groß ist (> Na). Normalerweise gibt es kein Problem, selbst wenn der Bereich der zum Betrieb des Fahrzeugs verwendeten Rotationsgeschwindigkeit addiert wird und die Erzeugungsspannung des Generators 200 auf einen festen Wert (> V2) eingestellt ist, so dass die Ausgangsleistung des Generators 200 ansteigt, wodurch die Ausgangsleistung des Generators 200 ansteigt.
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8 ist ein Diagramm, welches den Aufbau einer Fahrzeugmontierten Stromversorgung zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung zeigt.
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In 8 weist die Fahrzeug-montierte Stromversorgung denselben Aufbau wie die zuvor erläuterte Fahrzeug-montierten Stromversorgung auf, außer dass der Feldstrom zum Fließen durch die Feldregelvorrichtung 230 von der Gleichspannung V2 (beispielsweise 14 V) an der Ausgangsseite der Spannungswandlervorrichtung 401 zugeführt wird, und dieselben Teile wie die entsprechenden Teile an der in 1 gezeigten Konstruktion werden durch dieselben Bezugszeichen repräsentiert. Weiterhin ist der Verarbeitungsfluss absolut derselbe wie bei der zuvor erläuterten Fahrzeug-montierten Stromversorgung, und somit wird seine Beschreibung weggelassen.
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Hier ist es erforderlich, dass die Konstruktion der Spannungswandlervorrichtung 401 in Übereinstimmung mit dem Bereich des Zielerzeugungsleistungswertes des Generators 200 aus Gründen der Sicherheit verändert wird. Wenn der Maximalwert des Zielerzeugungsleistungswertes des Generators 200 auf einen Wert größer 60 V eingestellt wird, wird eine Spannungswandlervorrichtung vom Isolationstyp verwendet, in der die Eingangsseite und die Ausgangsseite der Spannungswandlervorrichtung 401 voneinander isoliert sind. Wenn der Maximalwert des Zielerzeugungsleistungswertes des Generators 200 auf 60 V oder weniger eingestellt wird, wird eine Spannungswandlervorrichtung vom Nichtisolationstyp verwendet.
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Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist, variiert die Zielspannung des Generators 200 stark in Übereinstimmung mit der Rotationsgeschwindigkeit des Wechselstromgenerators 210. Wie oben beschrieben, wird die Erzeugungsspannung des Generators 200 durch den Strom zum Fließen durch die Feldwicklung des Wechselstromgenerators 210 gesteuert und somit wird es erwünscht, dass die Spannung zum Liefern des Stroms zum Fließen durch die Feldwicklung fixiert ist. Dies ist äquivalent mit dem Betrieb, bei dem die Zuführspannung dafür, den Feldstrom durch die Feldregelvorrichtung 230 zu machen, fixiert ist. Bei der zweiten Ausführungsform wird, wie in 8 gezeigt, der Feldstrom zum Fließen durch die Feldregelvorrichtung 230 von dem Gleichstrom V2 (beispielsweise 14 V) an der Ausgangsseite der Spannungswandlervorrichtung 401 geliefert. Daher kann ein stabiler Feldstrom geliefert werden.
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Weiterhin, wenn die Spannungswandlervorrichtung 401 eine Spannungswandlervorrichtung vom Isolationstyp ist, kann der Feldstrom zum Fließen durch die Feldwicklung nicht geliefert werden, weil die Spannung auf der Eingangsseite der Spannungswandlervorrichtung 401 zur Startzeit des Verbrennungsmotors des Fahrzeugs gleich 0 V ist, jedoch kann der Strom zum Fließen durch die Feldwicklung des Wechselstromgenerators 210 im Fall der Spannung an der Ausgangsseite der Spannungswandlervorrichtung 401 geliefert werden.
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9 ist ein Diagramm, das eine Modifikation zeigt. Wie in 9 gezeigt, selbst wenn die Speicherbatterie 700 nicht zwischen Generator 200 und Spannungswandlervorrichtung 401 verbunden ist, ist die an die Feldreglervorrichtung 230 angelegte Spannung auf einen festen Wert V2 (beispielsweise 14 V) eingestellt, indem der Feldstrom zum Fließen durch die Feldreglervorrichtung 230 von der Ausgangsseite der Spannungswandlervorrichtung 401 zugeführt wird, so dass stabiler Feldstrom zugeführt werden kann. Jedoch ist im Falle dieses Aufbaus der Zielerzeugungsstromwert des Generators 200 abhängig nicht nur von der Rotationsgeschwindigkeit des Wechselstromgenerators 210, sondern auch von der elektrischen Lastleistung, die von der mit dem Fahrzeug verbundenen elektrischen Last benötigt wird, so dass die Stromversorgungseffizienz des Generators 200 niedriger als bei der Konstruktion von 8 ist.
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Wie oben beschrieben, wird gemäß der zweiten Fahrzeugmontierten Stromversorgung, zusätzlich zum Effekt der ersten Fahrzeug-montierten Stromversorgung, die an die Feldreglervorrichtung 230 gelieferte Spannung auf den fixen Wert V2 (beispielsweise 14 V) eingestellt, indem der Feldstrom zum Fließen durch die Feldreglervorrichtung 230 von der Ausgangsseite der Spannungswandlervorrichtung 401 geliefert wird, so dass der stabile Feldstrom zugeführt werden kann.
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10 ist ein Diagram, welches den Aufbau einer Fahrzeugmontierten Stromversorgung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Bei der Fahrzeug-montierten Stromversorgung einer Ausführungsform ist in 10 eine Spannungswandlervorrichtung 402 eine Spannungswandlervorrichtung vom Isolationstyp und sie hat denselben Aufbau wie bei der ersten Fahrzeug-montierten Stromversorgung, außer dass sie mit einem Schalter 800 zum Umschalten der Zufuhr des Feldstromes zum Fließen durch die Feldreglervorrichtung 230 von der Eingangsseite oder der Ausgangsseite der Spannungswandlervorrichtung 402 versehen ist, und dieselben Teile oder die entsprechenden zum in 1 gezeigten Aufbau werden durch dieselben Bezugszeichen repräsentiert. Weiterhin ist der Betrieb der Ausführungsform derselbe wie bei der ersten Fahrzeug-montierten Stromversorgung, außer dem Umschaltvorgang des Schalters 800, und somit wird die Beschreibung, außer bezüglich dem Umschaltvorgang des Schalters 800, weggelassen.
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Wie oben beschrieben, wenn der Maximalwert des Zielspannungswertes des Generators 200 auf 60 V oder mehr eingestellt ist, wird eine Spannungswandlervorrichtung 402 vom Isolationstyp aus Gründen der Sicherheit verwendet. Jedoch ist im Falle der Spannungswandlervorrichtung vom Isolationstyp die Gleichspannung V1 an der Eingangsseite der Spannungswandlervorrichtung 402 während des Zeitraumes gleich 0 V, wenn der Generator 200 keinen Strom erzeugt. Daher kann der Feldstrom nicht an die Feldreglervorrichtung 230 von der Eingangsseite der Spannungswandlervorrichtung 402 während des Zeitraumes geliefert werden, wenn der Generator 200 keinen Strom erzeugt (beispielsweise gerade nachdem der Verbrennungsmotor 100 des Fahrzeugs gestartet ist), und somit wird der Schalter 800 so betrieben, dass der Feldstrom zum Fließen durch die Feldreglervorrichtung 230 von der Ausgangsseite der Spannungswandlervorrichtung 402 geliefert werden kann. Wenn die Erzeugungsspannung des Generators 200 gleich einem vorgegebenen Wert oder größer ist, wird der Schalter 800 betätigt, so dass der Feldstrom zum Fließen durch die Feldreglervorrichtung 230 von der Eingangsseite der Spannungswandlervorrichtung 402 geliefert werden kann.
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Weiterhin kann es einen Fall geben, bei dem die Gleichspannung V1 an der Eingangsseite der Spannungswandlervorrichtung 402 gleich 0 V ist, weil die Speicherbatterie 700 oder ein anderer die Vorrichtung bildender Teil kaputt geht. Selbst in einem solchen Fall wird der Schalter 800 betätigt, so dass der Feldstrom zum Fließen durch die Feldreglervorrichtung 230 von der Ausgangsseite der Spannungswandlervorrichtung 402 zugeführt werden kann, wodurch die Stromerzeugung des Generators 200 fortgesetzt werden kann.
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Wie oben beschrieben, ist gemäß der Ausführungsform die Fahrzeugstromversorgungsvorrichtung mit dem Schalter 800 versehen, um den Umschaltvorgang der Stromversorgung auf die Feldreglervorrichtung 230 von der Eingangsseite oder der Ausgangsseite der Spannungswandlervorrichtung 402 vom Isolationstyp auszuführen, und der Schaltvorgang des Schalters 800 wird anhand der Größe der Erzeugungsleistungsspannung des Generators 200 durchgeführt, wodurch der Feldreglervorrichtung 230 der stabile Feldstrom zugeführt werden kann und somit die Ausgangsleistung des Generators stabilisiert werden kann.
