JP2002281791A - 車両用発電システム - Google Patents

車両用発電システム

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JP2002281791A
JP2002281791A JP2001080980A JP2001080980A JP2002281791A JP 2002281791 A JP2002281791 A JP 2002281791A JP 2001080980 A JP2001080980 A JP 2001080980A JP 2001080980 A JP2001080980 A JP 2001080980A JP 2002281791 A JP2002281791 A JP 2002281791A
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JP
Japan
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generator
battery
engine
power generation
electricity
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JP2001080980A
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English (en)
Inventor
Keiko Katsumata
惠子 勝俣
Takayoshi Yamamoto
高義 山本
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Stanley Electric Co Ltd
Original Assignee
Stanley Electric Co Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

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  • Control Of Charge By Means Of Generators (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来の車両用発電システムにおいては、エンジ
ンと発電機はベルトで直結しているので、エンジンの回
転と共に発電機も回転してしまい、バッテリーの充電が
十分なされた後も発電機が発電し、発電機からの電気は
レギュレータでバイパスされて捨て去られていた。この
時でも発電機にはレギュレータという負荷が存在するこ
とになる。従ってエンジンに負荷がかかっていることに
なる。エンジンに負荷がかかっていることは無負荷状態
に比べて燃料を多く消費する無駄をしていた。 【解決手段】バッテリーに電気を送る量を検知し、その
量に応じてエンジンと発電機を接続しているギヤの比率
を変えることで発電量を制御すれので無駄な電気を発電
しなくても良くなり、その為の余分な燃料消費もなくす
ことができた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は車両の発電システ
ム、特にバッテリーの電極端子電圧が高くなった場合は
発電量を小さくする発電システムに関するものである。
【0002】
【従来技術】図3は従来例での車両用発電システムをブ
ロック図で示したものである。91はエンジン、92は
エンジンと発電機を接続するベルト、93は発電機、9
4整流器、95はバッテリー、96は前照灯やエアコン
等の負荷、97はバッテリー電圧検出部、98はレギュ
レータである。97と98は一体になっていることが多
い。車両用発電システムは始動時にセルモータを回転さ
せることが出来るように、または/及びエンジン91が
動作していなくともウオッシャーや短時間の灯具の点灯
等できるようにバッテリー95に電気を蓄えるために設
けられている。エアコンのような重負荷96を動かす場
合はバッテリーに充電するためよりも発電した電気がエ
アコン等の負荷に直接使われる。発電機93は通常はエ
ンジン91とベルト92で接続されており、エンジン9
1が回転するとそれに伴って発電機93が回転し発電が
行われる。
【0003】発電機93は磁石による磁界の中でコイル
が回転して、このコイル内に電気が発生する構造になっ
ており、単位時間の回転数に比例して発電量が増えるよ
うになっている。バッテリー95は電解液である硫酸の
中に鉛の電極が設けられており、この電極板の中間に電
気が貯えられる。発電機で発生した交流電気は整流器9
4で直流に変換され、バッテリー95に貯えられる。バ
ッテリーは予め決められた容量があり、それ以上を貯え
ることは出来ない。
【0004】発電機はエンジンにベルトを介して直結さ
れているので、エンジンが回転する限りは発電を続ける
ことになり、春や秋の晴れた昼間では電気を使うことが
少ないのでバッテリーが容量を越えてしまい、過充電の
状態となることがある。過充電になるとバッテリーの電
解液が沸騰し、バッテリーが爆発するか、そこまで行か
なくても高温のため電解液の蒸発量が大きくなり、バッ
テリーの役割をなさなくなってしまう。
【0005】これを防ぐために通常は発電機とバッテリ
ーの間にレギュレータ98を設け、過充電にならないよ
うに余分な電気をバイパスしてバッテリーに行かないよ
うにしている。一般のレギュレータはバッテリーの電極
端子での電圧値をバッテリ電圧検出部97が検出したも
のを基準電圧に比べて電圧が高いようであればサイリス
タやトランジスタを導通させることにより、発電された
一部をバイパスさせて捨て去り、バッテリーへの充電量
を調整している。
【0006】発電機はエンジンに接続されているので、
エンジンの回転に伴って回転するわけであるが、発電機
に負荷がかかっているか否かでエンジンの出力が変わっ
てくる。すなわちエンジンの燃料消費量が変わってく
る。たとえ過充電防止用にレギュレータで余分な電気を
バイパスさせたとしてもこれも発電機にとっては負荷が
かかったことである。ということはエンジンに負荷がか
かったことになる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来のシステムではセ
ルモータの駆動によりエンジンが始動すると、そこにベ
ルトで直結された発電機も回転を始め発電が始まる。前
照灯やエアコン等の負荷の状態により、発電機からバッ
テリーに流入する電気量が、バッテリーから付加に流出
する電気量より大きければバッテリーに貯えられる電気
量は増加していく。その電圧が上限に達すると、それを
検出していた回路から指示が出てレギュレータが働き、
余分な電気をバイパスしてバッテリーに送らずに捨て去
る。
【0008】エンジンと発電機はベルトで直結している
ので、エンジンの回転と共に発電機も回転してしまう
が、発電機の負荷の有無はエンジンの負荷の有無とな
る。バッテリーの充電が終わった状態であれば発電機か
らの電気はレギュレータでバイパスされて捨て去られる
が、この時でも発電機にはレギュレータという負荷が存
在することになる。従ってエンジンに負荷がかかってい
ることになる。エンジンに負荷がかかっていることは無
負荷状態に比べて燃料を多く消費することを意味する。
【0009】捨て去る電気を起こすために、余分な燃料
を消費することになる。このことは一方で必要としない
電気を発生させ、他方でそのために余分な燃料を消費す
るという二重の無駄をしている。
【0010】レギュレータは不必要な発電分をバイパス
させて捨て去るために設けられている。しかもその量が
予想以上に大きいため例えばサイリスタを用いるレギュ
レータであれば数Aの電流に耐え得るものが必要となる
し、検出回路やサイリスタを駆動する回路も必要になっ
てくる。大きな電流が流れるということは、レギュレー
タでの発熱量も大きく放熱にも注意を向けなくてはなら
なくなる。
【0011】一般に自動車のエンジンルームは狭く、特
に最近の傾向であるスラントノーズ形状では更に狭くな
ってきており、部品の組み付け、修理等のためにも少し
でも部品数を少なくしたいものである。
【0012】更に言うならば、レギュレータが故障でも
した場合には、電圧の上昇を招き、バッテリーの破損だ
けでなく、12V駆動の電球の過電圧による球切れや電
子回路の破壊等に結びついてくる。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる車両用発
電システムは上記課題を解決するために、次のように構
成したものである。
【0014】発想の原点は、バッテリーに電気を送らな
くても良い状態になった時に発電しないようにすれば無
駄な電気を発電しなくても良いし、その為の余分な燃料
消費もなくなるのではないかということである。
【0015】そのために下記のシステムを提案する。
a)車両用発電システムにおいて、発電量はバッテリー
の充電量に応じて変化させることを特徴とする車両用発
電システム。b)その車両用発電システムにおいて、バ
ッテリーの充電量はバッテリーの電極端子電圧で測定す
ることを特徴とする車両用発電システム。c)その車両
用発電システムにおいて、バッテリーの充電量は発電機
の出力電流で測定することを特徴とする車両用発電シス
テム。d)その車両用発電システムにおいて、発電機の
発電量はエンジンに接続されたギヤ比で変化させること
を特徴とする車両用発電システム。e)その車両用発電
システムにおいて、発電量はバッテリーの電極端子電圧
が高いほど少なくなることを特徴とする車両用発電シス
テム。f)その車両用発電システムにおいて、発電量は
発電機の出力電流が大きいほど大きくなることを特徴と
する車両用発電システム。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例について説明する。
【0017】図1は本発明の車両用発電システムの第1
実施形態を表わすブロック図である。1はエンジン、2
はエンジンと発電機を接続するギヤ、3は発電機、4は
整流器、5はバッテリー、6はバッテリー電圧検出部、
7はギヤ選択部、8は負荷である。エンジン、発電機、
整流器、バッテリー、バッテリー電圧検出部、負荷は従
来と同じ物である。
【0018】本発明の動作の説明を行なう。セルモータ
の始動によりエンジンが始動すると、エンジンと発電機
を接続するギヤで接続された発電機も回転を始める。発
電機で発電された電気は整流器で交流から直流に変換さ
れる。この直流の電気はバッテリーに流れ込む。その時
に負荷である前照灯やエアコン等重負荷がON状態であ
ると、バッテリーに流れ込む電流よりも負荷に流れる電
流の方が大きいこともあるが、通常は負荷に流しつつ
も、バッテリーにも流れ込んでバッテリーの電圧を上昇
させていく。
【0019】6のバッテリー電圧検出部がバッテリーの
電圧を常時検出していて、バッテリーの電圧に応じて、
2のエンジンと発電機を接続するギヤの回転比を7のギ
ヤ選択部が変える。バッテリー電圧が小さい時にはエン
ジンと発電機のギヤ比を例えば10:10とする。バッ
テリ電圧が大きくなるに従ってギヤ比を10:5,1
0:1と小さくしていく。
【0020】エンジンと発電機とのギヤ比が小さくなる
ことはエンジンの回転数に比べ発電機の回転数が少なく
なることである。発電機は単位時間の回転数が小さいほ
ど発電量が小さくなるので、バッテリーの電圧が大きく
なるほど発電機の回転数が少なくなり、発電量が小さく
なってくる。
【0021】逆にギヤ比が大きくなることは発電機の回
転数が大きくなり、バッテリーの電圧が少ない時に発電
量が大きくなり、バッテリーの電圧を大きくすることが
出来る。
【0022】このようにして、バッテリーの電圧が大き
くなれば発電量が小さくなり、逆に小さくなれば発電量
が大きくなる。このような構造であるので、レギュレー
タを用いて余分な電気を捨て去る必要もないし、捨て去
られる電気を起こす必要もない。
【0023】ギヤ比の変換はエンジンの回転を車輪に伝
達するトランスミッションが公知なので詳細は省略する
が、例えば次のように行えば良い。エンジンのシャフト
に所定の歯車数を有するギヤを設け、発電機のシャフト
にはエンジンに設けられた歯車数に対し所定の比率の歯
車数を有するギヤを複数個設け、6のバッテリー電圧検
出部により検出されたバッテリーの電圧に応じて、7の
ギヤ選択部により所定のギヤ比を選択して両歯車を勘合
させて行なう。
【0024】ギヤの選択部は詳細を述べないが、一例を
挙げるならば、検出したバッテリーの電圧値を、基準電
圧値を変えて複数設けられたコンパレータを用いて基準
電圧と比べ、そのコンパレータ出力で所定のギヤ比にな
るようにエンジンのシャフトに設けられたギヤが発電機
の所定のギヤに勘合させるような駆動回路を動作させれ
ば良い。
【0025】図2は本発明の第2実施形態を表わすブロ
ック図である。1はエンジン、2はエンジンと発電機を
接続するギヤ、3は発電機、4は整流器、5はバッテリ
ー、7はギヤ比選択部、8は負荷、9は発電機の出力電
流検出器である。エンジン、エンジンと発電機を接続す
るギヤ、発電機、整流器、バッテリー、負荷は第1実施
例と同じ物である。
【0026】セルモータの始動によりエンジンが始動す
ると、エンジンと発電機を接続するギヤで接続された発
電機も回転を始める。発電機で発電された電気は整流器
で交流から直流に変換される。この直流の電気はバッテ
リーに流れ込む。その時に負荷である前照灯やエアコン
等重負荷がON状態であると、バッテリーに流れ込む電
流よりも負荷に流れる電流の方が大きいこともあるが、
通常は負荷に流しつつも、バッテリーにも流れ込んでバ
ッテリーの電圧を上昇させていくことは第1実施例と同
じである。。
【0027】9の発電機の出力電流検出部が発電機から
流出する電流を常時検出していて、その電流に応じて、
2のエンジンと発電機を接続するギヤの回転比を7のギ
ヤ比選択部が変える。流出する電流が大きい時にはエン
ジンと発電機のギヤ比を例えば10:10とする。流出
電流が小さくなるに従ってギヤ比を10:5,10:1
と小さくしていく。
【0028】バッテリーの電圧が大きくなれば、バッテ
リーを充電するために発電機から流出する電流は小さく
なる。逆にバッテリーの電圧が小さくなれば、電流は大
きくなる。従って、発電機から流出する電流に応じてギ
ヤ比を変えてやれば、実施例1と同じ効果が得られる。
【0029】発電機から流出する電流は例えば、電流の
流れる電線をフェライト製コアの中心部を通し、そのコ
アのギャップに磁電変換素子であるホール素子を設け、
電線に流れる電流がコアに形成する磁界を電流値に変換
して得ることが出来る。
【0030】
【発明の効果】従来例のエンジンと発電機はベルトで直
結しているので、エンジンの回転と共に発電機も回転し
てしまうが、発電機の負荷の有無はエンジンの負荷の有
無となる。バッテリーの充電が終わった状態であれば発
電機からの電気はレギュレータでバイパスされて捨て去
られるが、この時でも発電機にはレギュレータという負
荷が存在することになる。従ってエンジンに負荷がかか
っていることになる。エンジンに負荷がかかっているこ
とにより、無負荷状態に比べて燃料を多く消費してい
た。
【0031】捨て去る電気を起こすために、余分な燃料
を消費することになる。このことは一方で必要としない
電気を発生させ、他方でそのために余分な燃料を消費す
るという二重の無駄をしていた。
【0032】しかし、バッテリーに電気を送る量を検知
し、その量に応じてエンジンと発電機を接続しているギ
ヤの比率を変えることで発電量を制御するので無駄な電
気を発電しなくても良くなり、その為の余分な燃料消費
もなくすことができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示すブロック図
【図2】本発明の第2実施例を示すブロック図
【図3】従来の例を示すブロック図
【符号の説明】
1 エンジン 2 エンジンと発電機を接続するギヤ 3 発電機 4 整流器 5 バッテリー 6 バッテリー電圧検出部 7 ギヤ比選択部 8 負荷 9 発電機から流出する電流検出部 91 従来例のエンジン 92 従来例のベルト 93 従来例の発電機 94 従来例の整流器 95 従来例のバッテリー 96 従来例の負荷 97 従来例のバッテリー電圧検出部 98 従来例のレギュレータ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】車両用発電システムにおいて、発電量はバ
    ッテリーの充電量に応じて変化させることを特徴とする
    車両用発電システム
  2. 【請求項2】請求項1記載の車両用発電システムにおい
    て、バッテリーの充電量はバッテリーの電極端子電圧で
    測定することを特徴とする車両用発電システム
  3. 【請求項3】請求項1記載の車両用発電システムにおい
    て、バッテリーの充電量は発電機の出力電流で測定する
    ことを特徴とする車両用発電システム
  4. 【請求項4】請求項1記載の車両用発電システムにおい
    て、発電機の発電量はエンジンに接続されたギヤ比で変
    化させることを特徴とする車両用発電システム
  5. 【請求項5】請求項1記載の車両用発電システムにおい
    て、発電量はバッテリーの電極端子電圧が高いほど少な
    くなることを特徴とする車両用発電システム
  6. 【請求項6】請求項1記載の車両用発電システムにおい
    て、発電量は発電機の出力電流が大きいほど大きくなる
    ことを特徴とする車両用発電システム
JP2001080980A 2001-03-21 2001-03-21 車両用発電システム Pending JP2002281791A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012209998A (ja) * 2011-03-29 2012-10-25 Mitsubishi Electric Corp 車両の発電制御装置
CN106080248A (zh) * 2016-07-28 2016-11-09 芜湖凯尔电气科技有限公司 电动汽车的电量报警***

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012209998A (ja) * 2011-03-29 2012-10-25 Mitsubishi Electric Corp 車両の発電制御装置
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