JP2003070299A

JP2003070299A - 発電制御システム及び冷凍車

Info

Publication number: JP2003070299A
Application number: JP2001252839A
Authority: JP
Inventors: Tadahiro Nakayama; 忠弘中山
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2001-08-23
Filing date: 2001-08-23
Publication date: 2003-03-07

Abstract

(57)【要約】【課題】発電機の回転数が広範囲にわたって変化する
場合でも高い効率で負荷駆動用電源を生成できると共
に、低コストで構成することが可能となる発電制御シス
テムを提供する。【解決手段】エンジン１によって駆動される発電機３
１の固定子巻線３４を３個の巻線３４ａ，３４ｂ，３４
ｃを直列接続して構成し、降圧及び昇圧制御部２０及び
２１，切換え制御部４２は、負荷監視部４３より与えら
れる負荷監視信号に基づいてＤＣ／ＤＣコンバータ６の
出力電圧ＶOUT の目標値ＶT を設定する。そして、切換
え制御部４２は、その目標値ＶT に応じて発電機３１の
回転数しきい値ＮLT，ＮHTを設定し、発電機３１の回転
数ＮG に基づいて、巻線３４ａ，３４ｂ，３４ｃの各結
節点を固定子巻線３４の開放端と共に整流回路３の入力
側に選択的に接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発電機によって発
電される交流電圧に基づいて、負荷を駆動するための電
源を生成する発電制御システム、及びその発電制御シス
テムを搭載してなる冷凍車に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】図６は、冷凍庫を搭載
してなる車両、即ち冷凍車に搭載される発電制御システ
ムの一構成例を示すものである。車両のエンジン１の駆
動軸１ａには、永久磁石形発電機２の回転軸が例えばベ
ルトやプーリ（図示せず）などを介して結合されてい
る。発電機２の各相巻線２Ｕ，２Ｖ，２Ｗは、６個のダ
イオードを三相ブリッジ接続して構成された整流回路３
の入力端子に接続されている。整流回路３の出力端子間
には、平滑コンデンサ４と共にＤＣ／ＤＣコンバータ６
が接続されている。尚、発電機２は、冷凍車の例えば２
４Ｖのバッテリを充電する発電機（オルタネータ）とは
別個に用意されているものである。

【０００３】ＤＣ／ＤＣコンバータ６は、降圧回路７及
び昇圧回路８で構成されている。降圧回路７は、直流母
線５ａに直列に介挿されたスイッチング用のＩＧＢＴ９
及びコイル１０、並びにＩＧＢＴ９及びコイル１０の共
通接続点と直流母線５ｂとの間に逆方向接続されたダイ
オード１１により降圧チョッパ回路として構成されてい
る。また、昇圧回路８は、前記コイル１０と共に直流母
線５ａに介挿されたダイオード１２と、コイル１０及び
ダイオード１２の共通接続点と直流母線５ｂ間に接続さ
れたスイッチング用のＩＧＢＴ１３とにより昇圧チョッ
パ回路として構成されている。

【０００４】ＤＣ／ＤＣコンバータ６の後段には、平滑
コンデンサ１４及びインバータ回路１５が接続されてお
り、インバータ回路１５の各相出力端子１５ｕ，１５
ｖ，１５ｗには、ブラシレスＤＣモータ１６の各相巻線
１６ｕ，１６ｖ，１６ｗが接続されている。モータ１６
は、冷凍車に搭載されている冷凍庫を冷却するための冷
凍サイクルの一部を構成するコンプレッサモータとして
使用されるものである。

【０００５】モータ１６の回転子部分には、ホールＩＣ
などで構成される位置センサ１７（ｕ〜ｗ）が組み込ま
れており、位置センサ１７は駆動制御回路１８に対して
位置検出信号を出力する。駆動制御回路１８は、位置検
出信号に基づきインバータ回路１５を構成する各ＩＧＢ
Ｔのゲートにゲート駆動回路１９を介して駆動信号を出
力する。駆動制御回路１８には、冷凍サイクルの運転を
指令する手段（図示せず）より運転指令が与えられるよ
うになっており、その運転指令に基づいてモータ１６の
駆動制御を行うようになっている。

【０００６】そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ６を構成す
る降圧回路７及び昇圧回路８は、降圧制御部２０及び昇
圧制御部２１によって制御されるようになっている。こ
れらの制御部２０，２１は、電圧検出部２０ａ，２１ａ
によってＤＣ／ＤＣコンバータ６の出力電圧ＶOUT （イ
ンバータ回路１５の入力電圧）を検出し、その検出電圧
に基づき電圧指令制御部２０ｂ，２１ｂにより電圧指令
が決定される。その電圧指令はＰＷＭ信号として、電圧
指令出力部２０ｃ，２１ｃを介して降圧回路７，昇圧回
路８を構成するＩＧＢＴ９，１３に夫々与えられるよう
になっている。尚、制御部２０及び制御部２１の電圧指
令制御部２０ｂ，２１ｂは、例えばＰＩＤ制御を行う回
路により構成されているか、または、ソフトウエアによ
って制御を行うマイクロコンピュータによって構成され
ている。

【０００７】ところで、冷凍車のエンジン１は、冷凍車
の走行状態に応じて回転数が変化する。例えば、アイド
リング時におけるエンジン１の回転数は１０００ｒｐｍ
程度であり、高速走行時では５０００ｒｐｍ以上に達す
る場合もあり、その回転数の変化に伴って発電機２の発
電電圧も大きく変化する。そして、図７に示すように、
発電電圧が変動した場合でもインバータ回路１５の駆動
電圧を一定とするため、制御部２０，２１は降圧回路
７，昇圧回路８を制御するようになっている。即ち、夫
々のＰＷＭ信号のデューティ比を調整することで、ＤＣ
／ＤＣコンバータ６の入力電圧を降圧若しくは昇圧させ
て駆動電圧レベルを一定にする。

【０００８】ここで、ＤＣ／ＤＣコンバータ６は、発電
電圧を整流した入力電圧Ｖinと目標とする出力電圧Ｖou
t とが一致する場合は昇圧動作または降圧動作を行わな
いため効率が最良となる。この場合の発電機２の回転数
を基底回転数と称する。従って、発電機２の回転数が基
底回転数から遠ざかり、ＤＣ／ＤＣコンバータ６におけ
る昇圧率または降圧率が大きくなると効率は悪化するこ
とになる。特に、回転数が低い領域では発電機２の発電
電圧が低下することから、ＤＣ／ＤＣコンバータ６の出
力電圧を一定に維持するために入力電流値が増加し、効
率の悪化が顕著となる。

【０００９】そして、冷凍車が一般道を走行する場合に
はエンジン１の回転数が低くなりがちであることから、
基底回転数を低く設定することが多い。この場合、回転
数が高い領域になるとＤＣ／ＤＣコンバータ６の入力電
圧が高くなるため、回路素子には大電流，高電圧に耐え
得るものが必要となり、コストを上昇させてしまう。

【００１０】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、発電機の回転数が広範囲にわたって
変化する場合でも負荷駆動用電源の生成を高い効率で行
うことができると共に、低コストで構成することが可能
となる発電制御システム、及びその発電制御システムを
搭載してなる冷凍車を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発電制御システムは、回転駆動源に
よって駆動される発電機と、この発電機より出力される
交流電圧を整流する整流回路と、この整流回路より出力
される直流電圧を変圧する変圧回路と、この変圧回路に
電圧指令を与えることで、前記直流電圧が負荷駆動用電
源に必要なレベルとして要求される基準電圧に等しくな
るように制御する電圧制御手段とを備えてなるものにお
いて、前記発電機の固定子巻線は複数の巻線を直列接続
して構成されており、前記複数の巻線の各結節点を、前
記固定子巻線の開放端と共に前記整流回路の入力側に選
択的に接続可能に構成される切換え手段と、前記発電機
の回転数を検知する回転数検知手段と、この回転数検知
手段によって出力される回転信号に基づいて、前記切換
え手段による固定子巻線の接続切換えを制御する切換え
制御手段とを備えたことを特徴とする。

【００１２】斯様に構成すれば、発電機の回転数に応じ
て固定子巻線の巻数を変化させることができるので、回
転数が低い場合は巻数が多くなるように、回転数が高い
場合は巻数が少なくなるように接続切換えを行えば、夫
々の回転数を変圧回路の入力電圧が基準電圧（目標とす
る出力電圧）に一致する基底回転数に近付けることがで
きる。従って、負荷駆動用電源の生成が高い効率で行わ
れるようになる。また、回転駆動源−発電機の回転数が
高い場合でも、整流回路に対する入力電圧を低く抑える
ことができる。

【００１３】この場合、請求項２に記載したように、負
荷駆動用電源が供給される負荷の運転状態を監視して監
視信号を出力する運転状態監視手段を備え、前記電圧制
御手段及び切換え制御手段を、前記監視信号にも基づい
て夫々の制御を行うように構成すると良い。

【００１４】即ち、負荷の運転状態が変化すると、それ
に応じて負荷駆動用電源の電圧（基準電圧）も変化す
る。例えば、負荷が比較的軽い場合には電源電圧が低く
ても良いので、電圧制御手段は監視信号に基づいて整流
回路より出力される直流電圧が低くなるように設定す
る。それに応じて、切換え制御手段が発電機の回転数上
昇に伴い固定子巻線の巻数を多い方から少ない方へ切り
換える際に、基準電圧設定が高い場合に比較して回転数
がより低い領域で切り換えるようにシフトさせれば、基
準電圧に応じた基底回転数で発電機を駆動させることが
可能となる。従って、負荷駆動用電源の生成効率が向上
する。

【００１５】請求項３記載の発電制御システムは、回転
駆動源によって駆動される発電機と、この発電機より出
力される交流電圧を整流する整流回路と、この整流回路
より出力される直流電圧を変圧する変圧回路と、この変
圧回路に電圧指令を与えることで、前記直流電圧が負荷
駆動用電源に必要なレベルとして要求される基準電圧に
等しくなるように制御する電圧制御手段とを備えてなる
ものにおいて、前記発電機の固定子巻線は複数の巻線を
直列接続して構成され、前記複数の巻線の各結節点を、
前記固定子巻線の開放端と共に前記整流回路の入力側に
選択的に接続可能に構成される切換え手段と、前記発電
機の回転数を検知する回転数検知手段と、この回転数検
知手段によって出力される回転信号に基づいて、前記切
換え手段による固定子巻線の接続切換えを制御する切換
え制御手段と、負荷駆動用電源が供給される負荷の運転
状態を監視して監視信号を出力する運転状態監視手段
と、発電機の回転子の回転位置を検出して回転位置信号
を出力する回転位置検出手段とを備え、前記電圧制御手
段及び切換え制御手段は、前記監視信号にも基づいて夫
々の制御を行うと共に、前記整流回路は、複数のスイッ
チング素子がブリッジ接続されて構成されており、前記
整流回路を構成する複数のスイッチング素子のスイッチ
ング位相及びスイッチング時間を、前記監視信号及び前
記回転位置信号に基づいて制御するスイッチング制御手
段を備えることを特徴とする。

【００１６】斯様に構成すれば、請求項２と同様の作用
効果に加え、スイッチング制御手段によって、整流回路
の出力電圧が負荷の運転状態に応じて適切となるように
スイッチング素子がスイッチングされるので、変圧回路
側における変圧率を広範囲に設定する必要がなくなる。

【００１７】請求項４記載の冷凍車は、請求項１乃至３
の何れかに記載の発電制御システムを備え、冷凍庫が搭
載され、回転駆動源たる車両のエンジンによって発電機
が駆動され、その冷凍庫を冷却する冷凍サイクルの一部
を構成するコンプレッサモータを駆動する駆動手段に対
して、発電制御システムにより生成される負荷駆動用電
源が供給されるように構成されていることを特徴とす
る。

【００１８】即ち、車両のエンジンは走行状態に応じて
回転数が広い範囲で変化するため、そのエンジンによっ
て駆動される発電機の発電電圧も大きく変化することに
なる。従って、斯様に構成すれば、車両が発進，停止を
繰り返したり、一般道路を低速で走行したり或いは高速
道路を走行するなどのように走行状態が大きく変化する
場合でも、コンプレッサモータを駆動するための負荷駆
動用電源を安定して供給することができ、冷凍庫を冷却
する冷凍サイクルの運転を安定して高い効率で行うこと
が可能となる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を冷凍車に適用した
場合の一実施例について、図１乃至図５を参照して説明
する。尚、図６と同一部分には同一符号を付して説明を
省略し、以下異なる部分についてのみ説明する。図１に
おいては、先ず、発電機２に代わって発電機３１が配置
されている。

【００２０】図４は発電機３１の正面図、図５は縦断面
図の一部を示す。発電機３１の固定子３２は、固定子鉄
心３３に形成された複数個のスロット３３Ｓに、各相巻
線３４Ｕ，３４Ｖ，３４Ｗが挿入配置された構成であ
る。これらの巻線３４は、図１に示すように、夫々３個
の巻線３４ａ，３４ｂ，３４ｃを直列に接続した構成と
なっている。一方、発電機３１の回転子３５は、回転軸
３６，回転子鉄心３７及び永久磁石３８等で構成されて
いる。回転軸３６は回転子鉄心３７の中心を貫通してお
り、永久磁石３８は、回転子鉄心３７の外周面に配置さ
れ、Ｎ極，Ｓ極が交互となるように着磁されている。

【００２１】そして、回転子３５は、永久磁石３８が固
定子鉄心３７と所定の空隙を有して対向した状態で回転
可能に配設されている。また、固定子鉄心３７側には、
永久磁石３８と対向するように回転子３５の回転位置を
検出するための位置検出素子（回転数検知手段）３９が
配置されている。位置検出素子３９は、例えばホールＩ
Ｃなどで構成されている。また、回路基板５０には、位
置検出素子３９などの回路素子が搭載されている。

【００２２】固定子３２の各相巻線３４は一端（巻線３
４ａ側）が中性点として共通に接続されており、他端
（巻線３４ｃ側）は切換え回路４０を介して整流回路３
の入力端子に接続されている。また、３個の巻線３４
ａ，３４ｂ，３４ｃの２つの結節点も、引出し線により
切換え回路４０を介して整流回路３の入力端子に接続さ
れている。

【００２３】切換え回路（切換え手段）４０は、３連の
切替えスイッチ４１Ｕ，４１Ｖ，４１Ｗを有している。
各スイッチ４１は、３つの固定接点４１ａ，４１ｂ，４
１ｃと可動接点４１ｄとを備えており、各固定接点４１
ａ，４１ｂ，４１ｃは、固定子巻線３４の２つの結節点
と巻線３４の非中性点側端子（巻線３４ｃ）とに夫々接
続されている。そして、可動接点４１ｄは整流回路３の
入力端子に接続されている。

【００２４】切換え回路４０の各スイッチ４１の切換え
は、切換え制御部（切換え制御手段，回転数検知手段）
４２によって行われる。切換え制御部４２は、後述する
ように、発電機３１に配置された位置検出素子３９より
与えられる位置検出信号に基づいて発電機３１の回転数
ＮG を検出するようになっている。また、切換え制御部
４２には、負荷監視部（運転状態監視手段）４３より負
荷監視信号が与えられている。

【００２５】負荷監視部４３には、駆動制御回路１８に
与えられている運転指令と同様の指令が与えられてお
り、負荷監視部４３は、その運転指令に基づく負荷監視
信号を降圧制御部（電圧制御手段）２０，昇圧制御部
（電圧制御手段）２１並びに切換え制御部４２に出力す
るようになっている。

【００２６】尚、制御部２０，２１，４２及び負荷監視
部４３は、実質的には同一のマイクロコンピュータによ
って各機能が実現されている。また、以上の構成におい
て、ＤＣ／ＤＣコンバータ（変圧回路）６，降圧及び昇
圧制御部２０及び２１，位置検出素子３９，切換え回路
４０及び切換え制御部４２は、発電制御システム４４を
構成している。

【００２７】また、図１では、モータ１６を含む冷凍サ
イクル４５の概略構成を示している。冷凍サイクル４５
は、モータ１６を含むコンプレッサ４６に加えて、凝縮
器４７，蒸発器４８及び膨張弁４９を備えている。コン
プレッサ４６により高温高圧に圧縮された気相冷媒は凝
縮器４７に流入する。凝縮器４７は、例えば冷凍車の床
下など走行風を受け易い部位に設置されており、走行風
及び図示しないファンにより送風される冷却風によって
流入した気相冷媒を冷却して凝縮させるようになってい
る。

【００２８】凝縮器４７において一部が液相に変化した
冷媒は膨張弁４９を介して減圧された後、図示しない冷
凍庫内に配置されている蒸発器４８に流入する。する
と、蒸発器４８において液相冷媒が蒸発する際の気化熱
が吸収されて、冷凍庫内が冷却される。そして、蒸発し
た気相冷媒はコンプレッサ４６に流入して、再び圧縮さ
れるようになる。

【００２９】次に、本実施例の作用について図２及び図
３をも参照して説明する。図２は、制御部２０，２１及
び４２が行う制御処理の内容を示すフローチャートであ
る。先ず、各制御部２０〜４２は、負荷監視部４３が出
力する負荷監視信号を参照し（ステップＳ１）、その負
荷監視信号に応じてモータ１６駆動用電源電圧の目標値
（基準電圧）ＶT を設定する（ステップＳ２）。する
と、切換え制御部４２は、電源電圧の目標値ＶT に応じ
て、発電機３１の回転数しきい値ＮLT，ＮHTを設定する
（ステップＳ３）。図３に示すように、ＮLTは回転数低
域−中域間のしきい値であり、ＮHTは回転数中域−高域
間のしきい値である。

【００３０】続いて、切換え制御部４２は、発電機３１
に配置された位置検出素子３９より与えられる位置検出
信号に基づいて発電機３１の回転数ＮG を検出すると
（ステップＳ４）、その回転数ＮG がしきい値ＮLTより
も小であるか（ステップＳ５）、または、回転数ＮG が
しきい値ＮHTよりも大であるか（ステップＳ６）を判定
する。

【００３１】回転数ＮGがしきい値ＮLTよりも小であれ
ば（ステップＳ５，「ＹＥＳ」）、切換え制御部４２
は、切換え回路４０における各スイッチ４１Ｕ〜４１Ｗ
の可動接点４１ｄを固定接点４１ｃに接続させ、固定子
巻線３４の直列コイル数を“３”にする（ステップＳ
７）。即ち、図３に示すように、この場合、発電機３１
の回転数は低域に属しているので、直列コイル数を
“３”にすることで回転数に応じた発電電圧レベル（Ｄ
Ｃ／ＤＣコンバータ６の入力電圧ＶIN）を示す直線が
“Ａ”（傾きが最も急峻なもの）となるように設定す
る。

【００３２】ステップＳ７において固定子巻線３４の直
列コイル数を設定すると、ステップＳ１０〜Ｓ１３にお
いて出力電圧ＶOUT （モータ１６駆動用の電源電圧）の
制御を行う。即ち、制御部２０，２１の電圧指令制御部
２０ｂ，２１ｂは、電圧検出部２０ａ，２１ａによりＤ
Ｃ／ＤＣコンバータ６の出力電圧ＶOUT を検出すると、
その電圧ＶOUT が目標値ＶT よりも小であるか（ステッ
プＳ１０），または大であるか（ステップＳ１１）を判
定する。

【００３３】出力電圧ＶOUTが目標値ＶTよりも小であれ
ば（ステップＳ１０，「ＹＥＳ」）、昇圧制御部２１が
昇圧回路８によりＤＣ／ＤＣコンバータ６の入力電圧Ｖ
INの昇圧制御を行い（ステップＳ１２）、出力電圧ＶOU
Tのレベルを上昇させる。一方、出力電圧ＶOUTが目標値
ＶTよりも大であれば（ステップＳ１１，「ＹＥ
Ｓ」）、降圧制御部２０が降圧回路７により入力電圧Ｖ
INの降圧制御を行い、出力電圧ＶOUT のレベルを下降さ
せる（ステップＳ１３）。それから、ステップＳ１に戻
る。

【００３４】また、制御部２０，２１がステップＳ１
０，Ｓ１１で何れも「ＮＯ」と判断した場合は、出力電
圧ＶOUT が目標値ＶT に等しい場合であるから、昇圧，
降圧制御を行うことなくステップＳ１に移行する。

【００３５】一方、発電機３１の回転数ＮG がしきい値
ＮLT以上で且つＮHT以下である場合（ステップＳ５，Ｓ
６，「ＮＯ」）、切換え制御部４２は、切換え回路４０
における各スイッチ４１Ｕ〜４１Ｗの可動接点４１ｄを
固定接点４１ｂに接続させ、固定子巻線３４の直列コイ
ル数を“２”にする（ステップＳ８）。即ち、この場合
回転数ＮG は中域に属しているので、直列コイル数を
“２”にして発電電圧レベルを示す直線が“Ｂ”となる
ように設定する。それから、ステップＳ１０〜Ｓ１３に
おいて出力電圧ＶOUT を制御する。

【００３６】また、発電機３１の回転数ＮG がしきい値
ＮHTを超えている場合（ステップＳＳ６，「ＹＥ
Ｓ」）、切換え制御部４２は、切換え回路４０における
各スイッチ４１Ｕ〜４１Ｗの可動接点４１ｄを固定接点
４１ａに接続させ、固定子巻線３４の直列コイル数を
“１”にする（ステップＳ９）。即ち、この場合回転数
ＮG は高域に属しているので、直列コイル数を“１”に
して発電電圧レベルを示す直線が“Ｃ”（傾きが最も緩
慢なもの）となるように設定する。それから、ステップ
Ｓ１０に移行する。

【００３７】以上のように制御することで、図３に示す
ように、ＤＣ／ＤＣコンバータ６の入力電圧ＶINは、発
電機３１の回転数ＮG が低域から高域にかけて変化する
場合でも、線形に上昇することなく切換え回路４０によ
り固定子巻線３４の接続切換えに伴い鋸歯状の軌跡を描
いて変化するようになる。その結果、入力電圧ＶINは、
出力電圧ＶOUT の目標値ＶT を中心としてほぼ一定の範
囲を取るように制御される。そして、ＶIN＝ＶOUT ＝Ｖ
T ，となる場合の発電機３１の回転数ＮG は基底回転数
であるから、発電機３１は、目標値ＶT の設定に応じて
常に基底回転数に近い一定の範囲で駆動されることにな
る。

【００３８】また、図３（ｂ）は、（ａ）の場合に比較
して目標値ＶT が低い値に設定された場合を示す。それ
に伴って、図２のステップＳ３において設定される回転
数しきい値ＮLT，ＮHTは（ａ）の場合よりも低域側にシ
フトされている。即ち、目標値ＶT が低い場合は発電機
３１の発電電圧も低くて良いので、しきい値ＮLT，ＮHT
を低域側にシフトさせることで、回転数ＮG が上昇する
のに応じて固定子巻線３４の巻数がより早い段階で少な
い方に切り換わるようにする。すると、目標値ＶT が低
い値に設定された場合でも、発電機３１は、やはり基底
回転数に近い一定の範囲で駆動される。

【００３９】以上のように本実施例によれば、冷凍車の
エンジン１によって駆動される発電機３１の固定子巻線
３４を３個の巻線３４ａ，３４ｂ，３４ｃを直列接続し
て構成し、降圧及び昇圧制御部２０及び２１，切換え制
御部４２は、負荷監視部４３より与えられる負荷監視信
号に基づいてＤＣ／ＤＣコンバータ６の出力電圧ＶOUT
の目標値ＶT を設定する。そして、切換え制御部４２
は、その目標値ＶT に応じて発電機３１の回転数しきい
値ＮLT，ＮHTを設定し、発電機３１の回転数ＮGに基づ
いて、巻線３４ａ，３４ｂ，３４ｃの各結節点を固定子
巻線３４の開放端と共に整流回路３の入力側に選択的に
接続するようにした。

【００４０】即ち、発電機３１の回転数ＮG に応じて固
定子巻線３４の巻数を変化させ、回転数ＮG が低域に属
する場合は巻数が多くなるように、回転数ＮGが高域に
属する場合は巻数が少なくなるように接続を切換えるこ
とで、回転数ＮG を発電機３１の基底回転数に近い範囲
に設定することができる。従って、モータ１６の駆動用
電源の生成を高い効率で行うことができる。また、エン
ジン１，即ち発電機３１の回転数が高い場合でも整流回
路３に対する入力電圧を低く抑えることができるので、
整流回路３等を構成する素子に耐圧が低いものを用いる
ことが可能となり、回路を小形化する共にコストを削減
することができる。

【００４１】また、出力電圧ＶOUT を駆動用電源として
駆動されるモータ１６の運転状態に応じて目標値ＶT を
変化させ、その値に応じて回転数しきい値ＮLT，ＮHTを
設定することで、目標値ＶT が変化してもその値に応じ
た基底回転数で発電機３１を駆動させることができるの
で、駆動用電源の生成効率を一層向上させることができ
る。

【００４２】そして、冷凍車の冷凍サイクル４５に発電
制御システム４４を適用し、冷凍車のエンジン１によっ
て発電機３１を回転駆動し、コンプレッサ４６のモータ
１６を駆動するインバータ回路１５に駆動用電源を供給
するようにしたので、冷凍車が発進，停止を繰り返した
り、一般道路を低速で走行したり或いは高速道路を走行
するなどのように走行状態が大きく変化する場合でも、
モータ１６を駆動するための電源を安定して供給するこ
とができ、冷凍庫を冷却する冷凍サイクルの運転を安定
して高い効率で行うことができる。

【００４３】本発明は上記し且つ図面に記載した実施例
にのみ限定されるものではなく、次のような変形または
拡張が可能である。降圧回路７は、ＤＣ／ＤＣコンバー
タ６の入力電圧を降圧する必要がある場合に設ければ良
い。発電機は内転（インナロータ）型のものに限らず外
転（アウタロータ）型でも良い。発電機に予め接続され
ている固定子巻線の直列数は２であってもまたは４以上
でも良い。負荷監視部４３が目標値ＶT を設定して各制
御部に与えるようにしても良い。また、以下のように構
成しても良い。整流回路を構成する素子を、例えばサイ
リスタやトランジスタなどのスイッチング素子をブリッ
ジ接続して構成する。そして、それらのスイッチング素
子のスイッチング位相及びスイッチング時間を、負荷監
視信号及び発電機に配置した位置検出素子が出力する回
転位置信号を用いて制御するスイッチング制御手段を備
えるように構成しても良い。斯様に構成すれば、整流回
路の出力電圧が負荷の運転状態に応じて適切となるよう
にスイッチング素子がスイッチングされるので、昇圧回
路側における昇圧率を広範囲に設定する必要がなくな
る。尚、前記の回転位置を検出するための位置検出素子
に替えて、発電機の巻線に電流検出器などを設けて得ら
れる電流波形から回転数或いは回転位置推定を行っても
良いし、巻線に電圧検出器例えば分圧器を設けて回転数
或いは回転位置推定を行っても良い。冷凍車以外の車両
に適用しても良い。また、用途は車両に搭載するものに
限ることはない。

【００４４】

【発明の効果】本発明の発電制御システムによれば、回
転駆動源によって駆動される発電機の回転数に応じて固
定子巻線の巻数を変化させるので、回転数が低い場合は
巻数が多くなるように、回転数が高い場合は巻数が少な
くなるように接続切換えを行えば、夫々の回転数を発電
機の基底回転数に近付けることができる。従って、発電
機の回転数が広い範囲にわたって変化する場合でも、負
荷駆動用電源の生成を高い効率で行うことができる。ま
た、回転駆動源−発電機の回転数が高い場合でも整流回
路に対する入力電圧を低く抑えることができるので、回
路を小形化して定コスト化することができる。

【００４５】また、本発明の冷凍車によれば、車両が発
進，停止を繰り返したり、一般道路を低速で走行したり
或いは高速道路を走行するなどのように走行状態が大き
く変化する場合でも、コンプレッサモータを駆動するた
めの負荷駆動用電源を安定して供給することができ、冷
凍庫を冷却する冷凍サイクルの運転を安定して高い効率
で行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を冷凍車に適用した場合の一実施例であ
り、電気的構成を中心として示す図

【図２】各制御部が行う制御処理の内容を示すフローチ
ャート

【図３】発電機の回転数ＮG ，ＤＣ／ＤＣコンバータの
入力電圧ＶIN及び出力電圧ＶOUT （目標値ＶT ）を示す
図

【図４】発電機の構成を示す正面図

【図５】発電機の構成を示す縦断側面図

【図６】従来技術を示す図１相当図

【図７】図３相当図

【符号の説明】

１はエンジン（回転駆動源）、３は整流回路、６はＤＣ
／ＤＣコンバータ（変圧回路）、７は降圧回路、８は昇
圧回路、１５はインバータ回路（駆動手段）、１６はブ
ラシレスＤＣモータ（コンプレッサモータ，負荷）、２
１は昇圧制御部（電圧制御手段）、３１は発電機、３
４，３４ａ〜３４ｃは固定子巻線、３９は位置検出素子
（回転数検知手段）、４０は切換え回路（切換え手
段）、４２は切換え制御部（切換え制御手段，回転数検
知手段）、４３は負荷監視部（運転状態監視手段）、４
４は発電制御システム、４５は冷凍サイクル、４６はコ
ンプレッサを示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3G093 AA01 AA16 3L045 AA02 BA02 CA02 DA02 MA20 NA01 PA01 PA03 PA04 PA06 5H590 AA02 AA03 CA07 CA21 CC02 CC18 CC24 CC36 CD01 CD03 CE10 EA07 EB02 EB21 FA08 FB01 FC12 FC17 FC22 FC23 FC26 GA02 HA02 HA11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転駆動源によって駆動される発電機
と、この発電機より出力される交流電圧を整流する整流
回路と、この整流回路より出力される直流電圧を変圧す
る変圧回路と、この変圧回路に電圧指令を与えること
で、前記直流電圧が負荷駆動用電源に必要なレベルとし
て要求される基準電圧に等しくなるように制御する電圧
制御手段とを備えてなる発電制御システムにおいて、前記発電機の固定子巻線は複数の巻線を直列接続して構
成されており、前記複数の巻線の各結節点を、前記固定子巻線の開放端
と共に前記整流回路の入力側に選択的に接続可能に構成
される切換え手段と、前記発電機の回転数を検知する回転数検知手段と、この回転数検知手段によって出力される回転信号に基づ
いて、前記切換え手段による固定子巻線の接続切換えを
制御する切換え制御手段とを備えたことを特徴とする発
電制御システム。
【請求項２】負荷駆動用電源が供給される負荷の運転
状態を監視して監視信号を出力する運転状態監視手段を
備え、前記電圧制御手段及び切換え制御手段は、前記監視信号
にも基づいて夫々の制御を行うことを特徴とする請求項
１記載の発電制御システム。
【請求項３】回転駆動源によって駆動される発電機
と、この発電機より出力される交流電圧を整流する整流
回路と、この整流回路より出力される直流電圧を変圧す
る変圧回路と、この変圧回路に電圧指令を与えること
で、前記直流電圧が負荷駆動用電源に必要なレベルとし
て要求される基準電圧に等しくなるように制御する電圧
制御手段とを備えてなる発電制御システムにおいて、前記発電機の固定子巻線は複数の巻線を直列接続して構
成され、前記複数の巻線の各結節点を、前記固定子巻線の開放端
と共に前記整流回路の入力側に選択的に接続可能に構成
される切換え手段と、前記発電機の回転数を検知する回転数検知手段と、この回転数検知手段によって出力される回転信号に基づ
いて、前記切換え手段による固定子巻線の接続切換えを
制御する切換え制御手段と、負荷駆動用電源が供給される負荷の運転状態を監視して
監視信号を出力する運転状態監視手段と、発電機の回転子の回転位置を検出して回転位置信号を出
力する回転位置検出手段とを備え、前記電圧制御手段及び切換え制御手段は、前記監視信号
にも基づいて夫々の制御を行うと共に、前記整流回路は、複数のスイッチング素子がブリッジ接
続されて構成されており、前記整流回路を構成する複数のスイッチング素子のスイ
ッチング位相及びスイッチング時間を、前記監視信号及
び前記回転位置信号に基づいて制御するスイッチング制
御手段を備えることを特徴とする発電制御システム。
【請求項４】請求項１乃至３の何れかに記載の発電制
御システムを備え、冷凍庫が搭載され、回転駆動源たる車両のエンジンによって発電機が駆動さ
れ、前記冷凍庫を冷却する冷凍サイクルの一部を構成するコ
ンプレッサモータを駆動する駆動手段に、発電制御シス
テムにより生成される負荷駆動用電源が供給されるよう
に構成されていることを特徴とする冷凍車。