JP2000295827A - 車両の電力供給システム - Google Patents
車両の電力供給システムInfo
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Abstract
を得るためには体格の大きい発電機が必要になり、エン
ジン搭載性・衝突安全性の面で課題があった。 【解決手段】 1つで大容量の電気負荷に対応できる高
出力の体格の大きい発電機より小さい体格の第1の発電
機21及び第2の発電機22と、エンジン駆動に伴って
上記第1の発電機に発電を行なわせるとともに、車両の
制動を検出して、上記第2の発電機に発電を行なわせる
コントローラ25とを備え、上記第1,第2の発電機に
より大容量の電気負荷に対応できる高出力を得るように
した。
Description
搭載した車両の電力供給システムに関するものである。
である。この交流発電機は、アルミニウム製のフロント
ブラケット1とリヤブラケット2がボルト3Bで接続さ
れて構成されたケース3と、このケース3内に設けら
れ、一端部にベルトにより伝達されるエンジンの回転力
を受けるプーリ4が固定された発電機軸5と、この発電
機軸5に固定されたランドル型の回転子6と、回転子の
両側に固定されたファン6Fと、ケース3内の内壁面に
固定された固定子7Aと、発電機軸5の他端部に固定さ
れ、回転子6に電流を供給するスリップリング8と、こ
のスリップリング8に摺動する一対のブラシ9,9と、
このブラシ9,9を収納したブラシホルダ10と、固定
子7Aに電気的に接続され固定子7Aで生じた交流を直
流に整流する整流器11と、ブラシホルダ10に取付け
られたヒートシンク12と、このヒートシンク12に接
着され固定子7Aで生じた交流電圧の大きさを調整する
レギュレータ13とを備えている。尚、14a,14b
はベアリング、15は交流発電機をエンジンに取り付け
るためのブラケットである。上記回転子6は、電流を流
して磁束を発生する回転子コイル6Aと、回転子コイル
6Aを覆って設けられその磁束によって磁極が形成され
るポールコア6Bとを備えている。ポールコア6Bは一
対の交互に噛み合ったポールコア体6x及びポールコア
体6yとから構成されている。ポールコア体6x,6y
は鉄製で、かつ爪形状の爪状磁極62,62をそれぞれ
有している。上記固定子7Aは、固定子コア17Aと、
この固定子コア17Aに巻き回された導線で構成される
固定子コイル17Bとを備える。この固定子コイル17
Bには、回転子6の回転に伴い、回転子コイル6Aから
の磁束の変化で交流電力が生じる。上記構成の車両用交
流発電機では、バッテリ(図示せず)からブラシ9,
9、スリップリング8を通じて回転子コイル6Aに電流
が供給されて磁束が発生する一方、エンジンによってプ
ーリ4が駆動され、発電機軸5によって回転子6が回転
するため、固定子コイル17Bには回転磁界が与えら
れ、固定子コイル17Bには起電力が生じる。この交流
の起電力は、整流器11のダイオード16,16を通っ
て直流に整流されるとともに、レギュレータ13により
その電圧が調整されて、バッテリに充電されるととも
に、各種電気負荷に給電される。
の断面図である。尚、図9と同一又は同等の部位には同
一符号を付してその説明を省略する。この車両用ブラシ
レス交流発電機の場合は、エンジンが始動されると、バ
ッテリからの励磁電流が励磁コア19に内蔵された励磁
コイルに供給されるとともに、発電機軸5の回転により
回転子6のポールコア体6x,6yが回転することで、
固定子7Aの固定子コイル17Bに起電力が発生する。
そして、この交流の起電力は、整流器11のダイオード
16,16を通って直流に整流されるとともに、レギュ
レータ13Aによりその電圧が調整されて、バッテリに
充電されるとともに、各種電気負荷に給電される。
機を備えた従来の車両の電力供給システムを示す図であ
る。車両の電気負荷に電力を供給する発電機20は、上
述したブラケット15及び取付けアーム15Aによりエ
ンジンEに取付けられている。発電機20のプーリ20
aとエンジンEのクランクシャフトFのプーリFaには
ベルト20bが掛け渡されている。エンジンEが始動さ
れると、発電機20の回転子コイル6Aに励磁電流が供
給される一方で、エンジンEの回転力を伝達するベルト
20bにより発電機軸5が回転して、発電機20による
発電が行なわれる。
の体格(D2(回転子外径)・L(固定子の長さ))で
決定される為、大容量の電気負荷に対応できるように高
出力を得るためには体格の大きい発電機が必要になる。
しかし、体格の大きい発電機を用いると、エンジン配置
の自由度が少なくなり、衝突時に車室内(キャビン)に
発電機がのめりこむ可能性が高くなる。即ち、エンジン
搭載性・衝突安全性の面で課題があった。
めになされたもので、エンジン搭載性・衝突安全性を良
くできるとともに、高出力が得られて大容量の電気負荷
に対応できる車両の電力供給システムを提供することを
目的とする。
力供給システムは、1つで大容量の電気負荷に対応でき
る高出力の体格の大きい発電機より小さい体格の第1,
第2の発電機と、エンジン駆動に伴って上記第1の発電
機に発電を行なわせるとともに、車両の制動を検出し
て、上記第2の発電機に発電を行なわせるコントローラ
とを備え、上記第1,第2の発電機により大容量の電気
負荷に対応できる高出力を得るようにしたものである。
また、車両に搭載したバッテリの電圧が一定値以下にな
ったことを検出して、第2の発電機に発電を行なわせる
ことにより、第1,第2の発電機で大容量の電気負荷に
対応できる高出力を得るようにしたものである、
テムを図1,図2に基づいて説明する。図1は、実施の
形態1による車両の電力供給システムの構成を示す図で
ある。尚、従来の図9と同一部分は同一符号を付してい
る。21は第1の発電機であり、これは従来、高出力を
得るために必要であった体格の大きい発電機より体格が
小さいものを用いる。22は第2の発電機であり、これ
は、第1の発電機21より体格が小さいものを用いる。
第1の発電機21と第2の発電機22は、それぞれ独立
して、ブラケット15及び取付けアーム15Aによりエ
ンジンEに取付けられている。これにより、第1の発電
機21,第2の発電機22と車室内(キャビン)との間
を広くとってエンジンを配置することができるので、エ
ンジン搭載性・衝突安全性を良くできる 第1の発電機21のプーリ21aとエンジンEのクラン
クシャフトFには、エンジンEの回転力をプーリ21a
に伝達するためのベルト23が掛け渡されている。そし
て、エンジンEが始動すると、後述のコントローラによ
る制御で、第1の発電機21の回転子コイル6Aに励磁
電流が供給される一方で、エンジンEの回転力を伝達す
るベルト23により発電機軸5が回転して、第1の発電
機21による発電が行なわれる。また、第2の発電機2
2のプーリ22aは、第1の発電機21のプーリ21a
より径が小さく、このプーリ22aにも上記ベルト23
が掛け渡されている。即ち、クランクシャフトFと第1
の発電機21のプーリ21aと第2の発電機22のプー
リ22aには同じベルト23が掛け渡されているが、発
電機21,22はそれぞれ独立に発電を行う。
た時に、上記第2の発電機22に発電を行なわせる。以
下、図2に基づいて説明する。上述したように、エンジ
ンEが始動されると、コントローラ25から信号線26
を介して第1の発電機21にON信号が送られ、これに
より、第1の発電機21の回転子コイル6Aに電線27
aを介してバッテリBから励磁電流が供給される。これ
により第1の発電機21は発電を行なう。即ち、この第
1の発電機21は、車両の電力負荷への給電のための通
常の発電を行なう。そして、フットブレーキやギヤなど
の制動手段Sから、ブレーキやエンジンブレーキがかか
ったという信号がコントローラ25に供給されたとき
に、コントローラ25から信号線28を介して第2の発
電機22にON信号を送って、第2の発電機22の回転
子コイル6Aに電線27bを介して励磁電流を供給し、
第2の発電機22に発電を行なわせる。尚、第2の発電
機22にON信号を供給する時間は任意に決めればよ
い。つまり、制動手段Sからブレーキやエンジンブレー
キがかかったという信号がコントローラ25に供給され
ないときには、コントローラ25から第2の発電機22
に対してはON信号が送られず、第2の発電機22の回
転子コイル6Aには励磁電流が流れないので、第2の発
電機22による発電は行なわれず、プーリ22aを介し
て伝達される回転力により発電機軸5が空回りしている
だけである。本実施の形態1では、制動がかかったとき
に第2の発電機22に発電を行なわせることで、エンジ
ンEにかかる負荷を大きくして制動力を増やすととも
に、この負荷分を電気エネルギに変えるわけである。即
ち、第2の発電機22を、回生制動を目的とした発電機
として使用するわけである。尚、第2の発電機22のプ
ーリ22aは径が小さく、かつ、第2の発電機22の体
格は第1の発電機21の体格より小さいので、小さいト
ルクで早く回転するため、高出力が得られる。本実施の
形態1では、第1の発電機で通常の発電を行なわせると
ともに、車両制動時にのみ第2の発電機22に発電を行
なわせるものである。
出力を得るために必要であった体格の大きい発電機より
小さい体格の第1,第2の発電機21,22を用いるの
で、エンジン搭載性・衝突安全性を良くできるととも
に、車両の制動を検出した時に、第2の発電機22に発
電を行なわせるので、高出力が得られ大容量の電気負荷
に対応できる車両の電力供給システムが得られる。ま
た、制動がかかったときに第2の発電機22に発電を行
なわせることで、エンジンEにかかる負荷を大きくして
いる。つまり、第2の発電機22を、回生制動を目的と
した発電機として使用しているので、制動力を増やすこ
とができる。
2の発電機22に発電を行なわせるようにしたが、バッ
テリの電圧が一定値以下になった時に、第2の発電機に
発電を行わせるようにしてもよい。以下、図2に基づき
説明する。コントローラ25が、バッテリBの電圧を検
出する電圧検出手段としての例えば電圧検出センサ29
からの電圧検出信号を信号線30を介して入力してバッ
テリBの電圧が一定値以下になった時に、第2の発電機
22に発電を行わせるようにする。即ち、エアコン等を
使用し車両の電気負荷が大きくなると、バッテリBの電
圧値が落ちてくるので、バッテリBの電圧値が一定値以
下になった場合に第2発電機22に発電を行なわせるよ
うにする。
態1と同様に、エンジン搭載性・衝突安全性を良くでき
るとともに、高出力が得られ大容量の電気負荷に対応で
きる車両の電力供給システムが得られる。
い。また、実施の形態1,2では、第1の発電機21の
体格及びプーリ21aの径より小さい体格及びプーリの
径の第2の発電機22を用いたが、第1の発電機21と
同じ体格でプーリの径のみが第1の発電機21のプーリ
21aの径より小さい第2の発電機22を用いてもよ
い。また、第1の発電機21と同じ体格及びプーリの径
の第2の発電機22を用いてもよい。ただし、第1の発
電機21のプーリ21aの径よりも小さい径のプーリの
第2の発電機22を用いた方が、一般にエンジン回転速
度が同じであるならば高出力が得られるので、第1の発
電機21のプーリ21aの径よりも小さい径のプーリの
第2の発電機22を用いた方が望ましい。
の組合せに加えて、第1の発電機が故障により発電不能
となったことを検出した時に、上記第2の発電機22に
発電を行なわせるようにしてもよい。以下、図2に基づ
き説明する。コントローラ25が、第1の発電機21の
内部配線の断線などによる故障を検出する故障検出手段
としての例えば故障検出センサ31からの故障検出信号
を信号線32を介して入力したときに、第2の発電機2
2に発電を行わせる。
形態1,2と同様な効果が得られる他、第1の発電機2
1が故障した時に、第2の発電機22に発電を行なわせ
るようにしたので、第1の発電機21が故障しても、第
2の発電機22がバッテリBに充電を行ない、車両電気
負荷に給電を行なうため、直ちにバッテリBが放電して
しまって車両を始動・運転できなくなるというような事
態を回避できる。ただし、このままの状態では、大容量
の電気負荷に対応できなくなってしまうので、早めに第
1の発電機21を交換する必要がある。
1つのベルト23で回していたが、この場合、ベルト2
3が切れると全く発電を行なえなくなってしまうので、
図3に示すように、第1,第2の発電機21,22のプ
ーリ21a,22aをそれぞれ独立のベルト23aと2
3bで回すようにしてもよい。このようにすれば、ベル
ト23bが切れても第1の発電機21による発電は行な
われるので、直ちにバッテリBが放電してしまうような
ことはない。また、ベルト23aが切れた場合は、この
ベルト23aの切れを上述のコントローラで検出するこ
とにより、第2の発電機22に発電を行なわせるように
すれば、直ちにバッテリBが放電してしまうようなこと
はない。但し、ベルトが切れたままでは、いずれ大容量
の電気負荷に対応できなくなってしまうので、早めに、
切れたベルトを交換する必要がある。
フトFのプーリFaはベルト23a,23bに対応する
2段構造を有するものを用いる。
2のプーリ22a等に、ベルトの回転力を一方向にのみ
伝達させる伝達手段としての一方向クラッチ40(図
4,図6参照)を設けるようにする。
リップルRが生じるので、ベルトには微視的には正逆方
向の回転力が加わる。従って、第1,第2の発電機2
1,22やエンジンクランクシャフトFのプーリの逆転
方向の回転を一方向クラッチ40で吸収して、プーリと
ベルト間の滑りが発生しないようにして、ベルト滑り音
やベルト切れの発生を防止する。尚、特に、エンジンブ
レーキがかかったときにはエンジン回転数が急激にあが
り、第2の発電機22の駆動トルクが急激に増大するの
で、少なくとも、第2の発電機22のプーリ22aには
一方向クラッチ40を設けることが望ましい。また、一
方向クラッチ40としては、例えば図6(図4のB−B
断面図)に示すように、発電機軸5とプーリ22aに、
対応する爪41を有するクラッチ板42,43を設け、
ベルトの回転力をA方向にしか伝えないようにすればよ
い。
ルト切れの発生を防止できる。
プーリ22aと発電機軸5とを接離可能に構成し、第2
の発電機22に発電を行わせていない時には、上述のコ
ントローラにより、第2の発電機22のプーリ22aと
発電機軸5とを離すようにしてもよい。
に発電を行わせていない時、発電機軸5を空回りさせな
いので、第2の発電機22内のベアリング14a,14
bの消耗を少なくできる。
ジン搭載性・衝突安全性を良くできるとともに、高出力
が得られて大容量の電気負荷に対応できる車両の電力供
給システムが得られる。加えて、直ちにバッテリが放電
してしまうような事態を回避でき、また、ベルト滑り音
やベルト切れの発生を防止でき、発電機内のベアリング
の消耗を少なくできる。
給システムの構成図である。
制御系統を示すブロック図である。
の構成図である。
る。
面図である。
る。
1の発電機のプーリ、22a 第2の発電機のプーリ、
23,23a,23b ベルト、25 コントローラ。
Claims (8)
- 【請求項1】 1つで大容量の電気負荷に対応できる高
出力の体格の大きい発電機より小さい体格の第1,第2
の発電機と、エンジン駆動に伴って上記第1の発電機に
発電を行なわせるとともに、車両の制動を検出して、上
記第2の発電機に発電を行なわせるコントローラとを備
え、上記第1,第2の発電機により大容量の電気負荷に
対応できる高出力を得るようにしたことを特徴とする車
両の電力供給システム。 - 【請求項2】 1つで大容量の電気負荷に対応できる高
出力の体格の大きい発電機より小さい体格の第1,第2
の発電機と、エンジン駆動に伴って上記第1の発電機に
発電を行なわせるとともに、車両に搭載したバッテリの
電圧が一定値以下になったことを検出して、上記第2の
発電機に発電を行なわせるコントローラとを備え、上記
第1,第2の発電機により大容量の電気負荷に対応でき
る高出力を得るようにしたことを特徴とする車両の電力
供給システム。 - 【請求項3】 上記コントローラは、第1の発電機の発
電不能を検出して、上記第2の発電機に発電を行なわせ
ることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の車両
の電力供給システム。 - 【請求項4】 上記第1,第2の発電機の発電機軸に回
転力を伝達するそれぞれのプーリには、エンジンクラン
クシャフトのプーリからの同一のベルトが掛け渡されて
いることを特徴とする請求項1又は請求項2又は請求項
3に記載の車両の電力供給システム。 - 【請求項5】 上記第1,第2の発電機の発電機軸に回
転力を伝達するそれぞれのプーリには、エンジンクラン
クシャフトのプーリからのそれぞれ独立したベルトが掛
け渡されていることを特徴とする請求項1又は請求項2
又は請求項3に記載の車両の電力供給システム。 - 【請求項6】 上記第2の発電機は、プーリの径が上記
第1の発電機のプーリの径より小さいものを用いたこと
を特徴とする請求項4又は請求項5に記載の車両の電力
供給システム。 - 【請求項7】 上記各発電機及びエンジンクランクシャ
フトのプーリのすべて又はいずれかに、ベルトの回転力
を一方向にのみ伝達させる伝達手段を備えていることを
特徴とする請求項4又は請求項5又は請求項6に記載の
車両の電力供給システム。 - 【請求項8】 上記第2の発電機において、電磁クラッ
チを介してプーリと発電機軸とを接離可能に構成し、第
2の発電機に発電を行わせない場合には、上記プーリと
発電機軸とを離すようにしたことを特徴とする請求項4
又は請求項5又は請求項6又は請求項7に記載の車両の
電力供給システム。
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Publication Number | Publication Date |
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JP (1) | JP2000295827A (ja) |
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