JPH03150100A - 車輌用発電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、２系統の電圧を必要とする車両に用いられ
る車両用発電機に関するものである。

［従来の技術］ 一般に、車輌には電気負荷に対する電源として、バッテ
リーと、バッテリーを充電するための充電発電機が装備
される。その際、バッテリーを含む電気回路の電圧とし
ては、バブテリーの系電圧に対し適正な充電性を考慮し
た所定の電圧が採用され、また、充電発電機の出力電圧
は、所定のほぼ一定電圧となるよう電圧調整器によって
調整される。

ところで、近年、特に自動車において居住性及び快適性
を向上させるべく、例えば寒冷時において窓ガラスに氷
結が生じた場合にこれを素早く融氷する装置や、機関の
冷却水が暖まるまでの補助ヒータや、あるいは座席ヒー
タ等を装備することの要請が高まっている。これらの装
備品は、車輌の機関が一定レベルまで暖まるまでの間、
例えば機関始動後５〜１０分程度作動すればよいもので
あるが、大きな発熱量が必要であるため、発熱体に供給
する必要電力は例えばｌ〜２ＫＷ程度と大きくなる。ま
た、実際にはこれら発熱体の特性からくる要求や、配線
及び開閉器での損失低減のための要求もあることから、
これら発熱体の印加電圧はバッテリ一電圧の数倍程度と
高いものとし、電流の方は抑制するという方法がとられ
、そのためにバッテリーを含む電気回路とは別の独立し
た電源及び電気回路を設けるのが普通である。そして、
この上うな融氷又は補助暖房装置の電気発熱体の電源と
しては、バブテリー充電用の充電発電機とは別体の専用
発電機を設けたり、あるいはケーシングと駆動軸を共通
にした２系統の発電エレメントと電気回路を機構上一体
に設けたものが提案されている。また、発電エレメント
の共通化によって２系統の電圧を同時に出力することの
できる小型で高出力の車輌用発電装置を得るようにした
ものが、例えば特開昭６３−１６７６４２号公報に示さ
れている。

第２図は上記公報に示された従来の車輌用発電装置を示
す回路図である。図において、（１）は図示しない車輌
の機関によって駆動される車輌用発電機を示す。この発
電機（１）は、三相巻線された第１の電機子コイル（２
）と、この第１の電機子コイル（２）より巻数が多く同
じ電機子コアに並列に巻線された第２の電機子コイル（
３）と、これら第１の電機子コイル（２）及び第２の電
機子コイル（３）の出力を三相全波整流する第１の整流
器（４）および第２の整流器（５）を備えている。上記
第２の整流器（５）は第１の整流器（４）に対して直列
に接続されている。また、車輌用発電機（１）には上記
第１及び第２の電機子コイル（２）、（３）に対し共通
の界磁コイル（６）が設けられるとともに、この界磁コ
イル（６）への電流を上記第１の整流器（４）の出力電
圧に基づいて調整する電圧調整器（７）が設けられてい
る。

上記電圧調整器（７）は、界磁コイル（６）への通電を
断続するパワートランジスタ（７１）と、該トランジス
タ（７１）のベース抵抗（７２）と、該トランジスタ（
７１）の断続を制御するドライバトランジスタ（７３）
と、上記第１の出力電圧を分圧する分圧抵抗（７４）、
（７５）と、分圧抵抗（７４）、（７５）の分圧電位を
検出してそれが所定値以上となると導通ずるゼナーダイ
オード（７６）と、界磁コイル（６）に並列に接続され
断続サージを吸収するダイオード（７７）とから構成さ
れる装置 上記第１の整流器（４）の出力端には車輌に搭載された
バッテリー（８）が接続され、このバッテリー（８）と
並列に車輌の低電圧負荷（９）が接続されている。そし
て、界磁コイル（６）及び電圧調整器（７）はキースイ
ッチ（１０）を介してバッテリー（８）に接続されてい
る。また、第２の整流器（５）の正極出力端には、車輌
の窓ガラスの融氷装置，補助暖房装置等の高電圧負荷（
１１）がスイブチ（■２）を介して接続されている。

以上のように構成されたこの従来の装置の動作は次の通
りである。

キースイブチ（１０）がＯＮにされると、バッテリー（
８）から電圧調整器（７）のベース抵抗（７２）を通し
てパワートランジスタ（７■）が導通され、界磁コイル
（６）が励磁される。そして、この状態から車輌の機関
が始動されると、発電機（１）が駆動されて第■及び第
２の電機子コイル（２）、（３）に電圧が誘起される。

ここで、まず、スイッチ（１２）がＯＦＦで高電圧負荷
（Ｉｉ）がかかっていない状態では、第１の整流器（４
）の出力端からバッテリー（８）．低電圧負荷（９）を
含む充電回路に電圧が出力される。

この時の発電機（１）の出力電圧は、電圧調整器（７）
のっぎの動作によって予め設定された所定値に調整され
る。すなわち、第１の整流器（４）の出力電圧を検出す
る分圧抵抗（７４）、（７５）の分圧点電位が所定値よ
り高いか低いかがゼナーダイオード（７６）によって判
定され、高い場合はドライバトランジスタ（７３）が導
通してパワートランジスタ（７１）を非導通とし、低い
場合はドライバトランジスタ（７３）が非導通となりパ
ワートランジスタ（７１）を導通させるといっ　　た動
作が繰り返されて、界磁電流が調整され、出力電圧が所
定のほぼ一定値に調整される。なお、この状態では第２
の整流器（５）の正極出力端は無負荷となり、上記電圧
整流器（７）によって制御される電圧よりもかなり高い
電圧を呈する。

つぎに、高電圧負荷（１１）を使用するためにスイフチ
（１２）をＯＮにすると、第１の整流器（４）の出力端
はバッテリー（８）や車輌の低電圧負荷（９）に接続さ
れたままで、同時に、第１の整流器（４）に直列接続さ
れた第２の整流器（５）の出力端が高電圧負荷（Ｉ　ｌ
）に接続される。

この場合、第２の電機子コイル（３）の巻数が第１の電
機子コイルの巻数よりも多く、界磁が共通であることに
よって、第１及び第２の整流器（４）、（５）の直列出
力端には電圧調整器（７）によって調整される第１の整
流器（４）の出力よりも２倍から数倍程度高い電圧が発
生する。したがって、上記直列出力端から高電圧負荷（
ＩＩ）に高い電圧が給電され、第１の整流器（４）から
バッテリー（８）及び低電圧負荷（９）へは、電圧調整
器（７）によって調整された所定の定電圧が給電される
。なお、この状態ではバッテリー（８）の充電回路への
出力は第２の電機子コイル（３）の発電分の電機子反作
用の影響で実質低下するが、この種高電圧負荷（■１）
の使用時間は短いのでバッテリー（８）が過放電するこ
とはない。また、高電圧負荷（Ｉ２）に供給される電圧
は発電機（１）の回転速度等によって変動するため一定
値とはならないが、この種高電圧負荷（Ｉ２）は予めイ
ンピーダンスが設定されているため、第２の電機子コイ
ル（３）の巻数を適切な値に設定することによって電圧
の変動幅を抑え使用上不都合な変動とならないようにで
きるとされていた。

［発明が解決しようとする課題］ 上記公報に示されているような発電エレメントの共通化
を図った車両用発電装置によれば２系統の電圧を同時に
出力することのできる小型で高出力の車輌用発電装置を
得ることが可能であるが、この場合、上記従来の構成で
は、高電圧負荷のインピーダンス仕様やその負荷を使用
する時の発電機の回転速度によって電圧が変動するので
、その使用条件が限定され、また、高電圧負荷が故障し
たような場合、例えば、窓ガラスに装着される融水ｌ−
夕のクラックによりインピーダンスが増大すると、異常
な電圧上昇を起こすなどの問題があった。

この発明は上記のような問題を解消するためになされた
ものであって、発電機から高電圧負荷に出力が供給され
る時の電圧の上限を発電機の回転速度や高電圧負荷のイ
ンピーダンス変動に関係なく予め設定された値に制御で
きる２系統出力の車輌用発電装置を得ることを目的とす
る。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る車輌用発電装置は、共通の電機子コアに
並列に巻回された第１の電機子コイル及びこの第１の電
機子コイルよりも巻数の多い第２の電機子コイルと、こ
れら第１及び第２の電機子コイルの出力を各々整流する
互いに直列接続の第１の整流器及び第２の整流器と、上
記第１及び第２の電機子コイルに対する共通の界磁フィ
ルと、この界磁コイルの電流を上記第１の整流器の出力
電圧に基づいて調整して上記第１の整流器の出力電圧を
設定電圧に制御する電圧調整器とを備え、上記第１の整
流器の出力端が車輌のバッテリー充電回路に接続され、
上記第１及び第２の整流器の直列出力端がスイッチを介
して高電圧負荷に接続される車輌用発電機において、上
記高電圧負荷の端子間電圧を検出してこの端子間電圧を
上記第１の整流器の出力電圧を制御するための第１の設
定電圧よりも高い第２の設定電圧に制御する手段を上記
電圧調整器に設けたものである。

［作用１ この発明においては、第１の整流器の出力端はバッテリ
ー充電回路に接続され、第１及び第２の整流器の直列出
力端は必要に応じて高電圧負荷側に接続される。そして
、電圧調整器によって第１の設定電圧に制御された第１
の整流器の出力がバッテリー充電回路に給電され、直列
接続された第１と第２の整流器の出力が必要に応じて高
電圧負荷側に給電される。その際、電圧調整器は、また
、高電圧負荷の端子間電圧を検出し、この端子間電圧を
発電機の回転速度や高電圧負荷のインピーダンス変動に
関係なく、上記第１の設定電圧よりも高くなるよう、予
め設定された第２の設定電圧に制御する。

［実施例］ 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図はこの発明による車輌用発電機の一実施例を示す
回路図である。なお、前述した第２図の従来装置と共通
する部分については図に同一符号を付して説明を一部省
略する。図で（７）は電圧調整器であって、界磁コイル
（６）への通電を断続するパワートランジスタ（７１）
と、該トランジスタ（７１）のベース抵抗（７２）と、
該トランジスタ（７１）の断続を制御するドライバトラ
ンジスタ（７３）と、第１の整流器（４）の出力端にダ
イオード（７８）を介して接続された分圧抵抗（７４）
、（７５）と、分圧抵抗（７４）。

（７５）の分圧電位を検出してそれが所定値以上となる
と導通ずるゼナーダイオード（７６）と、界磁コイル（
６）に並列に接続され断続サージを吸収するダイオード
（７７）と、ダイオード（８０）を介して高電圧負荷（
１１）の反接地端子に接続されるとともに上記第１の整
流器（４）出力端側のダイオード（７８）と分圧抵抗（
７４）との接続点に接続された抵抗（７９）とで構成さ
れている。

以上のように構成されたこの実施例によれば、電圧調整
器（７）は、ダイオード（７８）、分圧抵抗（７４）、
（７５）で検出された第■の整流器（４）の出力電圧が
バブテリー（８）及び低電圧負荷（９）に適合した第１
の設定値となるよう、パワートランジスタ（７１）を断
続制御し、界磁電流を調整する。また、スイッチ（Ｉ２
）がＯＮにされて高電圧負荷（１１）が投入されると、
上記ダイオード（８０）及び抵抗（７９）を介し分圧抵
抗（７４）、（７５）で分圧されるゼナーダイオード（
７６）のカソード側電位によって界磁コイル（６）が電
流調整され、高電圧負荷（ｌ　ｌ）の端子間電圧は第２
の設定値に制御される。ここで、上記第１及び第２の設
定値は、検出回路に抵抗（７９）が含まれる第２の設定
値の方が第１の設定値よりも高い値となるような関係に
あり、双方の検出電圧に基づきＯＲ論理でゼナーダイオ
ード（７６）の導通が１１制御され、界磁コイル（６）
の電流が調整される。両ダイオード（７８）、（８０）
は低電圧側と高電圧側を分離する逆流防止のために必要
なものである。

なお、上記実施例では、界磁コイル（６）の電源として
キースイッチ（ｌＯ）を介しバッテリー（８）の充電回
路から導入したものを例示したが、第１の整流器（４）
に補助整流器を設けたものにあっては、この補助整流器
の出力を界磁コイル（６）の電源としてもよい。また、
電圧調整器（７）の第１の整流器（４）の出力電圧の検
出点であるダイオード（７８）のアノード側を上記補助
整流器の出力端としてもよい。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、２系統の電圧で出力で
きる車輌用発電機において、バッテリーや低電圧負荷側
への出力電圧を第１の設定値に制御するとともに、高電
圧負荷の端子電圧を検出し、この端子電圧を上記第１の
設定値よりも高い第２の設定値に同時に制御するよう電
圧調整器を構成したので、発電機の回転速度や高電圧負
荷のインピーダンスの大きな変動にも対応できる信頼性
の高い車輌用発電装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による車輌用発電機の一実施例の回路
図、第２図は従来の車輌用発電機を示す回路図である。 図において、（１）は発電機、（２）は第１の電機子コ
イル、（３）は第２の電機子コイル、（４）は第１の整
流器、（５）は第２の整流器、（６）は界磁コイル、（
７）は電圧調整器、（８）はバフテリー、（１１）は高
電圧負荷、（１２）はスイブチ、（７８）はダイオード
、（７９）は抵抗、（８０）はダイオードである。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）共通の電機子コアに並列に巻回された第１の電機
   子コイル及びこの第１の電機子コイルよりも巻数の多い
   第２の電機子コイルと、これら第１及び第２の電機子コ
   イルの出力を各々整流する互いに直列接続の第１の整流
   器及び第２の整流器と、上記第１及び第２の電機子コイ
   ルに対する共通の界磁コイルと、この界磁コイルの電流
   を上記第１の整流器の出力電圧に基づいて調整して上記
   第１の整流器の出力電圧を設定電圧に制御する電圧調整
   器とを備え、上記第１の整流器の出力端が車輌のバッテ
   リー充電回路に接続され、上記第１及び第２の整流器の
   直列出力端がスイッチを介して高電圧負荷に接続される
   車輌用発電機において、上記高電圧負荷の端子間電圧を
   検出してこの端子間電圧を上記第１の整流器の出力電圧
   を制御するための第１の設定電圧よりも高い第２の設定
   電圧に制御する手段を上記電圧調整器に設けたことを特
   徴とする車輌用発電装置。