JPH03190535A - 車両用充電装置 - Google Patents
車両用充電装置Info
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- JPH03190535A JPH03190535A JP32658789A JP32658789A JPH03190535A JP H03190535 A JPH03190535 A JP H03190535A JP 32658789 A JP32658789 A JP 32658789A JP 32658789 A JP32658789 A JP 32658789A JP H03190535 A JPH03190535 A JP H03190535A
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Landscapes
- Control Of Charge By Means Of Generators (AREA)
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。
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]
本発明は、車載のバッテリーを発電機で充電する装置に
関する。
関する。
[従来の技術〕
エンジンの駆動トルクの内、有効に走行エネルギーや電
気負荷への電力供給に役立つ分と、発熱損失として失わ
れてしまう分とがあるが、近年、特に、経済性や大気中
の二酸化炭素規制等の観点から、この損失を減らすこと
に対する社会的要求が高まって来ている。エンジンが駆
動するものの内、車載用交流発電機に関しても同様で、
いかに発電効率を上げるかが、小形化、軽量化、低コス
ト化に対する要求と同等以上に重要視されて来ている。
気負荷への電力供給に役立つ分と、発熱損失として失わ
れてしまう分とがあるが、近年、特に、経済性や大気中
の二酸化炭素規制等の観点から、この損失を減らすこと
に対する社会的要求が高まって来ている。エンジンが駆
動するものの内、車載用交流発電機に関しても同様で、
いかに発電効率を上げるかが、小形化、軽量化、低コス
ト化に対する要求と同等以上に重要視されて来ている。
従来の車両用充電装置は、電気負荷が接続されるバッテ
リーと、エンジンにより駆動される発電機と、前記バッ
テリー電圧を検出するとともに該電圧に応じた発電機の
界磁電流を供給するレギュレータとを備える。
リーと、エンジンにより駆動される発電機と、前記バッ
テリー電圧を検出するとともに該電圧に応じた発電機の
界磁電流を供給するレギュレータとを備える。
[発明が解決しようとする課題]
しかるに、従来の車両用充電装置は、発電機をなるべく
持てる能力の一杯を出力させることを念頭におき、小型
発電機を高負荷率で運転させていることを目脂している
ので、当然、発電機の磁束密度や電流密度が材料や発電
機冷却性能上の限界ぎりぎりまで高くなっていて、鉄損
や銅損などの損失を少なくすることが技術的に難しく、
発電効率を大きく改善することができなかった。
持てる能力の一杯を出力させることを念頭におき、小型
発電機を高負荷率で運転させていることを目脂している
ので、当然、発電機の磁束密度や電流密度が材料や発電
機冷却性能上の限界ぎりぎりまで高くなっていて、鉄損
や銅損などの損失を少なくすることが技術的に難しく、
発電効率を大きく改善することができなかった。
本発明の目的は、発電効率に優れる車両用充電装置の提
供にある。
供にある。
[課題を解決するための手段]
上記目的の達成のため、本発明はつぎの構成を採用した
。
。
(ア)車両用充電装置は、電気負荷が接続されるバッテ
リーと、エンジンにより駆動される発電機と、バッテリ
ー電圧を検出し、このバッテリー電圧を所定電圧に維持
すべく、前記発電機の発電量を制御する発電量調整手段
とを備え、前記発電機は、全能力運転において、車両が
必要とする電力より大きい発電能力を有し、かつ、前記
発電機の出力電流を、前記発電能力より小さく設定され
な出力電流上限値を越えないように調整する。(イ)さ
らに、車両用充電装置は、前記バッテリーが所定電圧よ
り低下した時は前記発電機を全能力運転する。
リーと、エンジンにより駆動される発電機と、バッテリ
ー電圧を検出し、このバッテリー電圧を所定電圧に維持
すべく、前記発電機の発電量を制御する発電量調整手段
とを備え、前記発電機は、全能力運転において、車両が
必要とする電力より大きい発電能力を有し、かつ、前記
発電機の出力電流を、前記発電能力より小さく設定され
な出力電流上限値を越えないように調整する。(イ)さ
らに、車両用充電装置は、前記バッテリーが所定電圧よ
り低下した時は前記発電機を全能力運転する。
[作用および発明の効果]
本発明は、つぎの作用および効果を有する。
〈請求項1について〉
(作用)
発電量調整手段は、バッテリー電圧を検出し、このバッ
テリー電圧を所定電圧に維持すべく、発電機の発電量を
制御する。また、発電機の出力電流を、発電能力より小
さく設定された出力電流上限値を越えないように調整す
る。
テリー電圧を所定電圧に維持すべく、発電機の発電量を
制御する。また、発電機の出力電流を、発電能力より小
さく設定された出力電流上限値を越えないように調整す
る。
(効果)
発電機がフル発電特性を下回る、発電能力を下げた出力
特性で運転されるので、磁束密度や電流密度が下がるこ
とになり、発電効率に優れる。
特性で運転されるので、磁束密度や電流密度が下がるこ
とになり、発電効率に優れる。
く請求項2について〉
(作用、効果)
バッテリーが所定電圧より低下した時は発電機は全能力
運転するので、バッテリーの過放電状態は短時間で解消
される。
運転するので、バッテリーの過放電状態は短時間で解消
される。
し実施例1
つぎに本発明を第1図に示す第1実施例に基づき説明す
る。
る。
車両用充電装置Aは、電気負荷lが接続されるバッテリ
ーBと、オルタネータOと、前記バッテリーの端子電圧
■に基づいて前記オルタネータOの界磁電流I、を制御
するレギュレータRとを備える。また、レギュレータR
は、バッテリーの過放電時には前記オルタネータOをフ
ル出力特性Fで運転し、バッテリーの放電状態が通當範
囲内の時は、オルタネータOを、発電量を抑制したパー
シャル出力特性Pで運転する。
ーBと、オルタネータOと、前記バッテリーの端子電圧
■に基づいて前記オルタネータOの界磁電流I、を制御
するレギュレータRとを備える。また、レギュレータR
は、バッテリーの過放電時には前記オルタネータOをフ
ル出力特性Fで運転し、バッテリーの放電状態が通當範
囲内の時は、オルタネータOを、発電量を抑制したパー
シャル出力特性Pで運転する。
電気負荷1は、各種ライト、ヒータ、ラジオ、スタータ
、点火装置、エアコン、ワイパー等、電気で作動する電
装品である。
、点火装置、エアコン、ワイパー等、電気で作動する電
装品である。
バッテリーBは、電圧12Vのモノブロック構造の鉛蓄
電池である。
電池である。
オルタネータ0は、界磁巻線21および星型接続した電
機子巻線22を有する三相交流発電機2に三相全波整流
回路3を構成する整流器群31を電気接続したものであ
る。このオルタネータOは、フル出力運転において、車
両が必要とする電力より十分大きい発電能力を有してい
る。
機子巻線22を有する三相交流発電機2に三相全波整流
回路3を構成する整流器群31を電気接続したものであ
る。このオルタネータOは、フル出力運転において、車
両が必要とする電力より十分大きい発電能力を有してい
る。
レギュレータRは、電圧比較回路41、特性把握回路4
2、禁止回路43、キャンセル回路44、およびトラン
ジスタTrを備える。
2、禁止回路43、キャンセル回路44、およびトラン
ジスタTrを備える。
電圧比較回路41は、端子電圧■と第1の基準電圧■、
とを比較して■≦■1の時オン信号Sを出す。また、端
子電圧■と第2の基準電圧■2(但し必す’V、、<V
lに設定される)とを比較して、V>V、の時、前記キ
ャンセル回路44をオフにする。
とを比較して■≦■1の時オン信号Sを出す。また、端
子電圧■と第2の基準電圧■2(但し必す’V、、<V
lに設定される)とを比較して、V>V、の時、前記キ
ャンセル回路44をオフにする。
特性把握回路42は、前記オルタネータOのリップル電
圧により出力電流Iを検出し、電機子巻線22の反中性
点端子の電位からオルタネータ0の回転数Nを算出する
。この特性把握回路42は、前記出力電流Iおよびオル
タネータ0の回転数Nを検出した結果を予め定めたその
回転数Nにおける出力上限制御目標値111fNlの出
力電流I□と比べ、工≦■8の時は禁止回路43をオン
にし、■〉IIIの時は禁止回路43をオフにする。
圧により出力電流Iを検出し、電機子巻線22の反中性
点端子の電位からオルタネータ0の回転数Nを算出する
。この特性把握回路42は、前記出力電流Iおよびオル
タネータ0の回転数Nを検出した結果を予め定めたその
回転数Nにおける出力上限制御目標値111fNlの出
力電流I□と比べ、工≦■8の時は禁止回路43をオン
にし、■〉IIIの時は禁止回路43をオフにする。
禁止口1i43およびキャンセル回路44は、前記電圧
比較回路41とトランジスタTrの間に介在する。
比較回路41とトランジスタTrの間に介在する。
トランジスタTrは、前記オン信号Sに基づいて前記界
磁電流■fのスイッチング制御を行う。
磁電流■fのスイッチング制御を行う。
つぎに、車載用バッテリーの充電システムAの作動を説
明する。
明する。
(バッテリーの放電状態が通常範囲内の時)バッテリー
Bの端子電圧Vは、常に第2の基準電圧V2より高い。
Bの端子電圧Vは、常に第2の基準電圧V2より高い。
そして、バッテリーBの端子電圧Vが第1の基準電圧V
、を越えると電圧比較回路41からはオン信号Sは出な
い。
、を越えると電圧比較回路41からはオン信号Sは出な
い。
電気負荷1によるバッテリーBの電力消費が継続したり
、大負荷が加わったりしてバッテリーBの端子電圧■が
第1の基準電圧Vt以下となると電圧比較回路41はオ
ン信号Sを出力する。
、大負荷が加わったりしてバッテリーBの端子電圧■が
第1の基準電圧Vt以下となると電圧比較回路41はオ
ン信号Sを出力する。
特性把握回路42は、出力電流Iが回転数Nにおける出
力」−比制御目標値IRIN+の出力電流I。
力」−比制御目標値IRIN+の出力電流I。
以下の場合に禁止回路43をオンとし、出力電流■が出
力電流■8を越える場合に禁止回路43をオフにする。
力電流■8を越える場合に禁止回路43をオフにする。
上記作動により、バッテリーBの放電状態が通常範囲内
の時は、オルタネータ0は、発電量を抑制したパーシャ
ル出力特性Pの範囲内で運転される。
の時は、オルタネータ0は、発電量を抑制したパーシャ
ル出力特性Pの範囲内で運転される。
(バッテリーの放電状態が過放電の時)この時、バッテ
リーBの端子電圧Vは、第2の基準電圧V、以下である
ので、電圧比較回路41は、キャンセル回路44をオン
にするので、特性把握回路42の作動は実質無視される
。
リーBの端子電圧Vは、第2の基準電圧V、以下である
ので、電圧比較回路41は、キャンセル回路44をオン
にするので、特性把握回路42の作動は実質無視される
。
■≦V2ということは、必ずV≦Vlであるので、オン
信号Sは常にトランジスタTrに加わる。
信号Sは常にトランジスタTrに加わる。
このため、バッテリーBの過放電時には前記オルタネー
タOはフル出力特性Fで運転される。
タOはフル出力特性Fで運転される。
つぎに、車両用充電装置tAの効果を第2図とともに述
べる。
べる。
第2図において、FおよびPはそれぞれ三相交流発電8
!2のフル発電出力特性およびパーシャル出力制御特性
、23および24はそれぞれその時の効率特性である。
!2のフル発電出力特性およびパーシャル出力制御特性
、23および24はそれぞれその時の効率特性である。
また、201は三相交流発電機2のパーシャル出力制御
特性Pに相当する小容量三相交流発電機のフル発電特性
、202はその時の効率特性である。
特性Pに相当する小容量三相交流発電機のフル発電特性
、202はその時の効率特性である。
両者を同一の出力で発電した場合、三相交流発電機2は
、小容量の三相交流発電機に比べ、鉄心断面積や導線断
面積が大きく設定され゛ているので、磁束密度や電流密
度の低下割合が小さい(磁束密度の2乗の関係で鉄心の
うず電流積やヒステリシス損が低下し、電流密度の2乗
の関係で固定子巻線の銅損が低下する)。
、小容量の三相交流発電機に比べ、鉄心断面積や導線断
面積が大きく設定され゛ているので、磁束密度や電流密
度の低下割合が小さい(磁束密度の2乗の関係で鉄心の
うず電流積やヒステリシス損が低下し、電流密度の2乗
の関係で固定子巻線の銅損が低下する)。
(あ)このため、同一の電気負荷1に対して、小容量三
相交流発電機をフル発電(効率特性202)で使用する
よりも、三相交流発電機2をパーシャル出力(パーシャ
ル出力特性P)に限定して常用する方が効率が最大的1
5%を改善できる。
相交流発電機をフル発電(効率特性202)で使用する
よりも、三相交流発電機2をパーシャル出力(パーシャ
ル出力特性P)に限定して常用する方が効率が最大的1
5%を改善できる。
(い)本実施例では、各三相交流発電機のフル発電時の
出力電流の差は約2倍であるが、小容量の三相交流発電
機の重IL(約5kg)に対し、三相交流発電機2の重
量(約6kg)は大であるが、車両重量(約it)に比
べれば僅かな比率であり、重量増加に伴う燃費悪化等の
悪影響は無視できる。
出力電流の差は約2倍であるが、小容量の三相交流発電
機の重IL(約5kg)に対し、三相交流発電機2の重
量(約6kg)は大であるが、車両重量(約it)に比
べれば僅かな比率であり、重量増加に伴う燃費悪化等の
悪影響は無視できる。
(う)発電効率が向上するので、エンジンの無駄なトル
クが減ってむしろ燃費は改善される。実際に効率向上分
と重量増加分の双方を加味考慮して、3000ccクラ
スの車両で試算した結果的1゜8%の燃費が改善される
ことが判明した。
クが減ってむしろ燃費は改善される。実際に効率向上分
と重量増加分の双方を加味考慮して、3000ccクラ
スの車両で試算した結果的1゜8%の燃費が改善される
ことが判明した。
つぎに本発明の第2実施例を第3図および第1図ととも
に説明する。
に説明する。
本実施例では、特性把握回路42は、前記オルタネータ
Oのリップル電圧により出力電流Iを検出しているが、
オルタネータOの回転数Nは検出しない、また、出力子
、限制御目標値■□1は単一に設定されている。このた
め、V>V、時には、出力型fiXIが所定の出力電流
IIIを越えると禁止回路43をオフする作動を奏する
。本実施例ではオルタネータ0の回転数Nを検出する回
路が不要となる。
Oのリップル電圧により出力電流Iを検出しているが、
オルタネータOの回転数Nは検出しない、また、出力子
、限制御目標値■□1は単一に設定されている。このた
め、V>V、時には、出力型fiXIが所定の出力電流
IIIを越えると禁止回路43をオフする作動を奏する
。本実施例ではオルタネータ0の回転数Nを検出する回
路が不要となる。
つぎに本発明の第3実施例を第4図および第5図ととも
に説明する。
に説明する。
電圧比較回路41は、ライン電圧■゛と第1の基準電圧
V、とを比較してV゛≦v1の時オン信号Sを出す。
V、とを比較してV゛≦v1の時オン信号Sを出す。
特性把握部42は、本実施例では他の場所に搭載される
マイクロコンピュータ(ECU)であり、電流検出セン
サ420で検出した磁気量から出力電流■を算出する出
力電流検出回路421と、演算回路422とからなる。
マイクロコンピュータ(ECU)であり、電流検出セン
サ420で検出した磁気量から出力電流■を算出する出
力電流検出回路421と、演算回路422とからなる。
演算回路422はエンジン回転数検出部423から得ら
れる回転数に相当するデータと出力電流Iに相当するデ
ータとを演算して、オルタネータ0が発電量を抑制した
パーシャル出力特性の範囲内で運転されるようにベース
駆動回路の禁止回路43をオンまたはオフする。
れる回転数に相当するデータと出力電流Iに相当するデ
ータとを演算して、オルタネータ0が発電量を抑制した
パーシャル出力特性の範囲内で運転されるようにベース
駆動回路の禁止回路43をオンまたはオフする。
また、前記電圧比較回路41は、端子電圧■と第2の基
準電圧V2(但し必ずV2<Vlに設定される)とを比
較して、■゛≦V2の時(バッテリーの過放電時)、キ
ャンセル回路44をオンにし、禁止回路43の作動を無
効にしてオルタネータ0をフル出力特性Fで運転する。
準電圧V2(但し必ずV2<Vlに設定される)とを比
較して、■゛≦V2の時(バッテリーの過放電時)、キ
ャンセル回路44をオンにし、禁止回路43の作動を無
効にしてオルタネータ0をフル出力特性Fで運転する。
本実施例ではレギュレータRの機能の一部を、既に搭載
されているマイクロコンピュータ(ECU)で補ってい
るので、新たに付加する部分が少なくて済む。
されているマイクロコンピュータ(ECU)で補ってい
るので、新たに付加する部分が少なくて済む。
本発明は、上記実施例以外につぎの実施態様を含む。
a、バッテリーが過放電か通常状態かの判断を、上記各
実施例ではバッテリーBの端子電圧■(ライン電圧V−
も含む)が第2の基準電圧■2以下になったことで行っ
ているが、外にバッテリーBの比重を検出して行っても
良い。また、バッテリーBから電気負荷1に供給した総
電力量と、オルタネータOからバッテリーBを充電する
ために供給して総電力量とをマイクロコンピュータで演
算して把握するようにしても良い。
実施例ではバッテリーBの端子電圧■(ライン電圧V−
も含む)が第2の基準電圧■2以下になったことで行っ
ているが、外にバッテリーBの比重を検出して行っても
良い。また、バッテリーBから電気負荷1に供給した総
電力量と、オルタネータOからバッテリーBを充電する
ために供給して総電力量とをマイクロコンピュータで演
算して把握するようにしても良い。
b、オルタネータ0の出力電流Iの検出は、その他、転
流スパイク電圧、電流脈流に基づく誘導電磁波などを参
照して行っても良い。
流スパイク電圧、電流脈流に基づく誘導電磁波などを参
照して行っても良い。
C,オルタネータOの回転数Nの検出は交流発電機の発
電周波数に基づいて行っても良い。
電周波数に基づいて行っても良い。
d、l記各実施例では、出力−」、比制御目標値IRT
N、を固定しているが、エンジン運転状1ぶ信号、オル
タネータO(交流発電機)の温度、エンジンルームの温
度、運転習癖などによって可変し、燃費をさらに改善す
るようにしても良い。
N、を固定しているが、エンジン運転状1ぶ信号、オル
タネータO(交流発電機)の温度、エンジンルームの温
度、運転習癖などによって可変し、燃費をさらに改善す
るようにしても良い。
第1図は本発明の第1実施例である車両用充電装置の作
動原理を示す説明図、第2図はその装置の効果を説明す
るためのグラフである。 第3図は本発明の第2実施例における車両用充電装置の
作動説明をするためのグラフである。 第4図は本発明の第3実施例の車両用充電装置の作動原
理を示す説明図、第5図はその装置に用いる電流検出セ
ンサの説明図である。
動原理を示す説明図、第2図はその装置の効果を説明す
るためのグラフである。 第3図は本発明の第2実施例における車両用充電装置の
作動説明をするためのグラフである。 第4図は本発明の第3実施例の車両用充電装置の作動原
理を示す説明図、第5図はその装置に用いる電流検出セ
ンサの説明図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)電気負荷が接続されるバッテリーと、 エンジンにより駆動される発電機と、 バッテリー電圧を検出し、このバッテリー電圧を所定電
圧に維持すべく、前記発電機の発電量を制御する発電量
調整手段とを備え、 前記発電機は、全能力運転において、車両が必要とする
電力より大きい発電能力を有し、かつ、前記発電機の出
力電流を、前記発電能力より小さく設定された出力電流
上限値を越えないように調整することを特徴とする車両
用充電装置。 2)前記バッテリーが所定電圧より低下した時は、前記
発電機を全能力運転することを特徴とする請求項1記載
の車両用充電装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1326587A JP3052319B2 (ja) | 1989-12-15 | 1989-12-15 | 車両用充電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1326587A JP3052319B2 (ja) | 1989-12-15 | 1989-12-15 | 車両用充電装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03190535A true JPH03190535A (ja) | 1991-08-20 |
JP3052319B2 JP3052319B2 (ja) | 2000-06-12 |
Family
ID=18189485
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1326587A Expired - Fee Related JP3052319B2 (ja) | 1989-12-15 | 1989-12-15 | 車両用充電装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3052319B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5754030A (en) * | 1995-07-17 | 1998-05-19 | Nippondenso Co., Ltd. | Duty ratio control for a vehicular generator responsive to low and high power loads |
US8083337B2 (en) | 2007-09-19 | 2011-12-27 | Canon Kabushiki Kaisha | Ink jet printing apparatus, ink jet printing method, data generating apparatus, computer program, and ink jet printing system |
-
1989
- 1989-12-15 JP JP1326587A patent/JP3052319B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP3052319B2 (ja) | 2000-06-12 |
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