JP2769916B2 - 自動車用交流発電装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は自動車のエンジンを駆動源とする発電機によ
って生ぜしめた電源を所要特性の交流電源に変換し、三
相負荷もしくは単相負荷に選択的に電源供給する自動車
用交流発電装置に関する。

〈従来の技術〉 単相商用周波数で100ボルトの交流を供給するための
自動車用交流発電装置が、本出願人により特開昭63-253
897号公報で提案されている。

この発電装置の一例を示す概略構成は第６図に示すよ
うなもので、エンジン１の回転を駆動力とする１軸２系
統式交流発電機21は複数の異なる電圧出力を得られるデ
ュアルボルテージ高周波発電機であり、該１軸２系統式
交流発電機21によって発電された低圧出力は直流低圧電
源として低圧出力用端子41より取り出され、バッテリー
５へ供給される。一方、上記１軸２系統式交流発電機21
によって発電された高圧出力は三相交流高圧電源として
高圧出力用端子42より取り出され、例えばコネクタボッ
クス43を介してインバータ44へ供給されて、単相商用周
波数（60Hz又は50Hz）100ボルトの交流電力に変換さ
れ、コンセント45より家庭用電化製品等の単相負荷に供
されるのである。

なお、上記１軸２系統式交流発電機21は第７図に示す
ように、例えば三相同期式であり、高圧出力用の第１コ
イル46aと、低圧出力用の第２コイル46bとを例えば直列
に接続して（両コイルを並列巻きにしてもよい）、ステ
ータの同一スロットに上記第1,第２コイル46a,46bを積
層状に設け、各相の一端を接続して中性点Ｃとした星形
結線としてあり、該ステータの内部で回転するロータに
界磁コイル47を設け、界磁電流供給端子48より界磁電流
を流すことによって、上記第1,第２コイル46a,46bに誘
導起電力を生ぜしめるのである。そして、高圧出力用の
第１コイル46aの出力は高圧出力用端子42から出力さ
れ、低圧出力用の第２コイル46bの出力は整流器49によ
って直流電力に変換されて低圧出力用端子41から出力さ
れる。

また、発電機構を総括的に制御するコントローラ50に
は１軸２系統式交流発電機21の発電電圧を制御する電圧
制御機構や誤操作保護機構等を設けると共に、アクセル
アクチュエータ36の駆動制御を行うエンジン制御機構を
有するものとし、自動車の停車時にもエンジン１を駆動
制御可能なようにしてある。なお、上記アクセルアクチ
ュエータ36はエンジン１のアクセル系の調節をしてエン
ジン１の回転数を任意に制御可能なもので、コントロー
ラ50より送出される“駆動信号”に基づいてエンジン１
の回転数を調節するのである。

上記アクセルアクチュエータ36を制御するコントロー
ラ50は、コネクタボックス43より入力される“負荷電流
検出信号”と、エンジン１のスパークプラグへ供電する
イグニッションコイル51より入力される“エンジン回転
数検出信号”とに基づいて、コンセント45より電源供給
する負荷の消費電力に応じた出力が得られるエンジン１
の回転数となるように、アクセルアクチュエータ36を駆
動制御する。

なお、コントローラ50によるアクセルアクチュエータ
36の駆動制御を安全に行うための誤動作保護機構は、サ
イドブレーキ判定信号やコネクタ接続検出信号等に基づ
いて行われ、アクセルアクチュエータ36を駆動不能の状
態にする第１の保護駆動信号や、警告音を発生させる第
２の保護駆動信号等を出力する。

また、上記コネクタボックス43とインバータ44とコン
トローラ50とを一体構成のユニット化することによって
システム制御部52を構成してもよい。このとき、コネク
タボックス43は不要となり、発電機の高圧出力を入力制
御可能なように構成すればよいのである。

〈発明が解決しようとする課題〉 上記のように構成した自動車用発電装置は外部の単相
負荷への電源供給にのみ使用され、車載用の空調装置は
従来と同様の構造で、空調装置の圧縮器はベルト等によ
って伝達されるエンジンの駆動力により駆動されるよう
な構成になっている。したがって、この駆動力伝達機構
の構成上、空調装置の圧縮機の動力はエンジンの回転速
度に依存することになる。

すなわち、エンジンの始動直後は回転が低速であるか
ら、空調装置の圧縮機が十分に作動しないため空調能力
が低く、車内を空調制御された温度にすることができな
い。また、エンジンの始動直後にはラジエーターの水が
十分に加温していないので、ヒーターを操作しても車内
を加温することができない。

一方、自動車の走行中においては、エンジンの回転速
度が高速であるために、圧縮機の圧縮サイクルは短くな
り、空調装置は高出力を余儀なくされる。したがって車
内は過剰に昇温させられたり過冷却されたりすることに
なり、エンジンによって直接駆動される空調装置で車内
温度を快適な状態に維持するのは困難である。

さらに、エンジンに固定された圧縮機はエンジンと共
に振動するために、自動車の車体に固定された熱交換部
から圧縮機への冷媒供給管および圧縮機から車体に固定
された凝縮機への冷媒送出管には可撓性を有するゴムパ
イプ等を用いなければならず、パイプの破損や材質劣化
等によって冷媒が大気中に放出される危険性が高い。

特に、冷媒としてフロンを使用している場合、圧縮器
の回転軸のシールとしてオイルシールを使用しているの
で、このオイルシール部分からフロンが次第にリークす
るし、ゴムパイプ部分からもフロンが微小に浸透して次
第にリークするので長期間経過すると大気中に多量のフ
ロンが放出し、大気汚染が発生して社会問題となってい
る。しかも、廃車する場合には圧縮機と凝縮機や放熱機
構との間のパイプを切断して分解するので、冷媒として
フロンを使用していると大気中に大量に放出することに
なる。

この発明の目的は、単相あるいは三相の所要特性電力
を外部負荷へ供給することが可能で、フロンが外部に放
出しない密閉式の空調装置をエンジンの回転数に左右さ
れることなく動作させ得る自動車用交流発電装置を提供
することにある。

〈課題を解決するための手段〉 本発明は上記した従来の欠点を解決すべく提案された
もので、自動車のエンジン（１）を駆動源とする発電機
（２）と、車内の温度を検出する温度検出手段（例え
ば、温度センサ27）と、三相交流を電源として動作する
車内空調装置（30）と、上記発電機によって発生させた
交流電力を調圧・周波数変換して出力するシステム制御
部（３）と、上記システム制御部が行う制御動作を選択
する制御動作選択手段（例えば、モード切換スイッチ
４）と、上記システム制御部へ電力供給するバッテリー
（５）と、を備え、上記システム制御部は、上記発電機
によって発生させた交流電力を整流して直流電力に変換
する整流手段（例えば、整流回路６）と、上記整流手段
によって整流された直流電力の電圧を検出し、該検出結
果に基づいて上記発電機の発電電圧を制御する発電機制
御手段（７）と、上記整流手段によって直流に変換され
た直流電力を一定電圧・周波数の単相交流、一定電圧・
周波数の三相交流、及び可変電圧・周波数の三相交流に
変換して出力するインバータ部（11）と、上記制御動作
選択手段により選択された制御動作に応じた制御信号を
上記インバータ部および発電機制御手段へ出力すること
で、一定電圧・周波数の単相交流への変換動作、一定電
圧・周波数の三相交流への変換動作、及び上記温度検出
手段によって検出した車内温度を車内空調装置の設定温
度に近づけるように電圧・周波数を変化させた三相交流
への変換動作を制御する変換動作制御手段（18）と、を
含むものとしたことを特徴とする。

〈作用〉 制御動作選択手段によって一定電圧・周波数の単相交
流出力を自動車用交流発電装置から出力させるように選
択すると、変換動作制御手段がインバータ部および発電
機制御手段を制御して、一定電圧で一定周波数の単相交
流出力が得られ、制御動作選択手段によって一定電圧・
周波数の三相交流出力を自動車用交流発電装置から出力
させるように選択すると、変換動作制御手段がインバー
タ部および発電機制御手段を制御して、一定電圧で一定
周波数の三相交流出力が得られ、制御動作選択手段によ
って可変電圧・周波数の三相交流出力を車内空調装置へ
供給するように選択すると、温度検出手段によって検出
した車内温度を車内空調装置の設定温度に近づけるよう
に電圧・周波数を変化させた三相交流を社債車内空調装
置へ供給するように制御する。

〈実施例〉 第１図に示すのは、本発明に係る自動車用発電装置の
前提技術となる第１の自動車用交流発電装置の構成例で
あって、自動車のエンジン１の駆動力によって駆動させ
られる発電機２と、該発電機２によって発電した交流を
調圧・周波数変換して出力するシステム制御部３と、該
システム制御部３が行う制御動作を選択する制御動作選
択手段たるモード切換スイッチ４と、上記システム制御
部３へ電源供給するバッテリー５とから構成してあり、
例えばシステム制御部３は自動車のトランクルーム内
に、モード切換スイッチ４は運転席の近傍に設けられる
ものである。なお、発電機２はベルト等を介して機械的
に連結されたエンジン１の駆動により発電用駆動力を得
るものとしてあり、エンジン１の回転数の変化領域内で
例えば単相100ボルト（家庭用電源）および三相200ボル
ト（電動機等の駆動用電源）の高電圧を出力可能な高周
波発電機としてある。また、上記バッテリー５は発電機
２とは別途に設けた交流発電機より供給される電力を蓄
電するものとしてある。

次に、システム制御部３を詳述する。

上記発電機２によって発電された交流電力はシステム
制御部３の整流手段たる整流回路６によって直流に変換
されて、システム制御部３に設けた発電機制御手段７へ
供給され、整流回路６によって変換される直流の電圧を
一定に保つように、上記発電機制御手段７が発電機２の
発電電圧を制御する。この発電機制御手段７は、例えば
整流回路６より供給された直流の電圧を検出する電圧検
出回路８と、該電圧検出回路８の検出結果に基づいて上
記発電機２へ供給する界磁電流を調整制御する界磁制御
部９とから構成してある。なお、上記界磁制御部９が発
電機２へ供給する界磁電流はバッテリー５より供給され
るもので、例えばシステム制御部３内の各部へ作動用電
力を供給するシステム電源供給部10をシステム制御部３
に設け、上記バッテリー５より電源供給を受けるシステ
ム電源供給部10から界磁制御部９へ界磁制御用の電力が
供給されるものとしてある。

上記のようにして一定電圧に調整制御された直流電力
はインバータ部11へ供給され、該インバータ部11で単相
商用電圧及び周波数（100V,60Hz或いは50Hz）の交流、
三相商用電圧及び周波数の交流（200V,60Hz或いは50H
z）に変換される。このインバータ部11は、例えば直流
電力を所望電圧・周波数の交流に変換可能な交流変換回
路12（例えばパワートランジスタ等の電力スイッチング
素子より構成）と、該交流変換回路12から供給された交
流を単相負荷（家庭用電化製品等）用の第１コンセント
13又は三相負荷（電動機等）用の第２コンセント14へ選
択的に出力する出力切換回路15より構成してあり、第１
コンセント13には適宜な単相負荷16を接続し、第２コン
セント14には適宜な三相負荷17を接続する。

上記インバータ部11の変換動作は、上記モード切換ス
イッチ４によって選択された選択モードに応じて変換動
作制御手段18が動作制御するものとしてある。この変換
動作制御手段18、例えばモード切換スイッチ４によって
選択されている選択モードに応じて出力切換回路15の出
力切換を制御すると共に、交流変換回路12から出力させ
る電源電圧・周波数を決定する出力・周波数制御部19
と、該出力・周波数制御部19が決定した周波数の電源出
力が得られるように上記交流変換回路12を駆動制御する
パワードライブ回路20とから構成してある。

しかして、モード切換スイッチ４は２つの選択端子4
a,4bを備えるものとしてあり、選択端子4aが選択された
場合には、出力・周波数制御部19が予め設定された制御
信号をパワードライブ回路20へ出力すると共に、第１コ
ンセント13より電源出力されるように出力切換回路15を
制御することで、予め定められた60Hzの100ボルト交流
を第１コンセント13から単相負荷17へ供給し、車内で家
庭電化製品等を使用できるようにするのである。

この単相負荷17としては、冬期に自動車のガラスに付
着した霜の急速解凍用ヒーター、エンジン始動直後に車
内を急速に加温する室内暖房用ヒーター、或は車内に持
ち込んだ一般家庭電化製品等で、特にヒーターを使用す
ると空調機の暖房機構が作動しないエンジンの始動時に
車内を効果的に加温することができる。

また、モード切換スイッチ４の選択端子4bが選択され
た場合、出力・周波数制御部19が予め設定された制御信
号をパワードライブ回路20へ出力すると共に、第２コン
セント14より電源供給されるように出力切換回路15を制
御することで、予め定められた60Hzの三相200ボルトの
交流が第２コンセント14より三相負荷16へ供給されるの
である。この三相負荷16は例えば三相同期電動機を駆動
源とする車載用エアコンシステム等であり、該三相負荷
16はエンジン１の回転数に多大な影響を受けることな
く、システム制御部３より供給される安定した交流電力
によって良好な運転状態を期せる。

すなわち、上記のように構成したシステム制御部３を
備える自動車用交流発電装置においては、モード切換ス
イッチ４の選択端子4a,4bを適宜に選択することで、発
電機２によって発電された交流を単相商用電圧及び周波
数の交流、三相商用電圧及び周波数の交流として出力す
ることが可能となり、１つの発電装置によって単相と三
相の電源供給を選択的に行うことが可能な、実用的価値
の大なる自動車用交流発電装置となる。

なお、モード切換スイッチ４の各選択端子4a,4bの何
れも選択されない場合には、システム制御部３による発
電制御が行われない発電停止モードとなる。

また、システム制御部３から出力する電源電圧を可変
設定するための発電電圧設定手段を別途設け、該発電電
圧設定手段より入力された発電電圧情報に基づいて、変
換動作制御手段18の出力・周波数制御部19が発電機制御
手段７の界磁制御部８を制御することによって、所望電
圧の電力を発電機２より得られるように構成してもよ
い。かく構成すれば、電力供給する負荷の定格電圧に応
じた電力を供給することが可能となり、極めて応用範囲
の広い自動車用交流発電装置とすることができる。

第２図に示すのは本発明に係る自動車用発電装置の前
提技術となる第２の自動車用交流発電装置の構成例であ
り、エンジン１の駆動力によって高圧出力と低圧出力を
得ることが可能な１軸２系統式交流発電機21を用いて発
電を行い、上記１軸２系統式交流発電機21の低圧出力用
端子より供給される低圧出力は、第１整流回路22によっ
て直流に変換されて、バッテリー５へ供給される。

上記１軸２系統式交流発電機21によって発電した高圧
出力を調圧・周波数変換して出力するシステム制御部23
は、整流手段たる第２整流回路24を備え、１軸２系統式
交流発電機21の高圧出力端子より供給される高圧出力を
上記第２整流回路24によって直流に変換する。

そして、第１整流回路22によって直流電力に変換され
た低圧の直流電力は電圧検出回路25へ供給され、電圧検
出回路25で検出された検出電圧に基づいて、界磁制御部
９が発電機２への界磁電流を制御する。すなわち、電圧
検出回路25及び界磁制御部９によって発電機制御手段７
を構成するのである。また、第１整流回路22によって変
換された直流電力はバッテリー５へ供給され、該バッテ
リー５から再びシステム制御部23のシステム電源供給部
10へ電源供給される。

かく構成することによって、１軸２系統式交流発電機
21がバッテリー５蓄電用の発電機を兼ねることとなり、
バッテリー５蓄電用の発電機を別途設ける必要が無くな
り、発電機構の搭載スペースを小ならしめ得るのであ
る。

一方、第２整流回路24より供給された直流は、低圧側
出力電流の大きさに応じて変動するため、電圧安定化回
路26によって電圧調節した後、上記した第１の実施例と
同様にして、交流変換回路12及び出力切換回路15から構
成したインバータ部11が、出力・周波数制御部19及びパ
ワードライブ回路20から構成した変換動作制御手段18の
動作制御により、第１コンセント13又は第２コンセント
14より出力する。

なお、１軸２系統式交流発電機21の高圧側出力電圧を
切り変えることによって変化する低圧側出力電圧は、適
宜な公知技術を用いることで、適正な電圧値に変換して
バッテリー５へ供給するようにしたり、高圧側出力をDC
-DCコンバータ等の変圧手段で調圧するようにしてもよ
い。

第３図に示すのは、本発明に係る自動車用発電装置の
第１実施例であり、この自動車用発電装置には車内の温
度を検出するための温度検出手段たる温度センサ27を車
内適所に配設すると共に、システム制御部28に設けた三
相可変電圧・可変周波の交流出力用の第３コンセント29
から密閉式の車内空調装置30へ電源供給するように構成
してある。

上記温度センサ27で検出された検出温度は車内温度情
報としてシステム制御部28の変換動作制御手段31へ供給
される。しかして、本実施例におけるモード切換スイッ
チ４には選択端子4cを設けてあり、該選択端子4cが選択
されていた場合には、該変換動作制御手段31の出力・周
波数制御部32が車内温度情報に基づいて所定の演算処理
を行って、第３コンセント29より出力する電力の電圧と
周波数を決定し、該電圧および周波数となるようにパワ
ードライブ回路33が交流変換回路12を駆動制御する。

すなわち、システム制御部28が車内温度に応じて第３
コンセント29より車内空調装置30へ供給する三相交流電
力の電圧及び周波数を適宜に可変制御することで、車内
空調装置30のコンプレッサの運転サイクルを異らしめ
て、車内空調装置30の空調能力を自動的に制御するので
ある。例えば、車内温度と設定温度との差が大なる場合
には車内空調装置30へ高電圧・高周波数の電力を供給し
て車内空調装置の能力を高め、車内温度が設定温度に近
づく時間を短縮し、車内温度と設定温度との温度差が小
なる場合には車内空調装置30へ低電圧・低周波数の電力
を供給して車内空調装置30の空調能力を低下させ、車内
空調装置によって車内温度が過剰に上昇させられたり、
過冷却されたりするのを防ぐのである。

なお、温度センサ27の検出温度に基づいて変換動作制
御手段31の出力・周波数制御部32が出力電源の電圧及び
周波数を決定する方法は特に限定されるものではなく、
従来の周知技術を適宜用いることで、システム制御部28
による車内温度の自動制御は容易に実現可能である。

以下に、PWM（Pulse Width Modulation）方式のVVVF
（Variable Voltage,Variable Friquency）インバータ
によってインバータ部11を構成した一具体例を詳述す
る。

このPWM方式によれば、電圧Ｖと周波数Ｆとの関係が
“V/F＝一定”となるような出力制御が為され、周波数
の低い時には電圧を低くし、周波数の高い時には電圧を
高めて、車内空調装置30のコンプレッサを一定のトルク
で駆動させるようにするのである。

まず、入力された所定電圧（例えば200ボルト）の直
列をインバータ内で第４図（ａ）に示すような周期Ｔの
パルスに変換する際、周期Ｔを適宜に変化させること
で、所望の周波数出力を得ることが可能となる。

また、上記のようにして得られたパルスのデューティ
ー比（τ/T）を異らしめることによって、該パルスを正
弦波に変換した際の実効値を変化させ、所望の電圧を得
るのである。例えば第４図（ａ）のパルス（パルス幅
ｔ）におけるデューティー比はt/Tであるが、第４図
（ｂ）に示すようにパルスのオフ時間t_oをｔ中に設ける
ことで、デューティー比は（ｔ−t_o）となり、電圧の実
行値を小ならしめることが可能となる。すなわち、パル
ス幅ｔ中に適宜なオフ時間を介在させることにより、半
周期を多数のパルス列とし（第４図（ｃ））、所望の交
流電圧を得るように制御するのである。なお、このよう
に多数のパルス列に変換することは、出力波形の改善に
も寄与する。

上記のようにして、温度センサ27の温度情報に応じた
適宜な周波数を決定すると共に、V/F＝一定の関係が維
持されるような電圧値が得られるように、τを変化させ
ることによって、車内空調装置30を最適な状態に自動運
転するのである。

第５図に示すのは、本発明に係る自動車用発電装置の
第２実施例であって、例えば１軸２系統式交流発電機21
によって発電した交流電力をシステム制御部34によって
変換出力するものである。

１軸２系統式交流発電機21よりシステム制御部34へ供
給された高圧用出力は第２整流回路24によって直流電力
に変換され、電圧安定化回路26を介して電流検出回路35
へ供給される。この電流検出回路35はインバータ部11か
ら第１、第２、第３コンセント13,14,29に接続された電
気的負荷によって変動する負荷電流を検出するものであ
る。

一方、１軸２系統式交流発電機21の低圧用出力よりシ
ステム制御部34へ供給された低圧の交流電力は第１整流
回路22へ供給されて直流電力に変換され、バッテリー５
及び電圧検出回路25へ供給される。そして、上記電圧検
出回路25によって検出された電圧値は界磁制御部９へ供
給され、界磁制御部９は検出情報に基づいて１軸２系統
式交流発電機21へ供給する界磁電流を制御し、一定電圧
が得られるように制御するのである。すなわち、電圧検
出回路25と界磁制御部９によって発電機制御手段７が構
成されるのである。

しかして、本実施例における自動車用交流発電装置に
おいては、エンジンのアクセル系を調整してエンジンの
回転数を任意に制御可能なアクセルアクチュエータ36を
備え、該アクセルアクチュエータ36の駆動制御を行うエ
ンジン制御手段37をシステム制御部34に設けてある。

上記アクセルアクチュエータ36によってエンジン１を
制御させることで、自動車の停車時においても単相商用
周波数の交流電力、三相商用周波数の交流電力もしくは
三相可変電圧・可変周波数の交流電力を第１、第２、第
３コンセント13,14,29へ選択的に供給できるようにする
と共に、負荷電流に応じた出力が得られるようにエンジ
ン１の回転数を自動調節するのである。このアクセルア
クチュエータ36によってエンジン１を駆動制御する停車
時発電モードは、例えばアクセルアクチュエータ36をア
クセルペダル上にセットすることで、該状態を検知した
システム制御部34が自動的に設定するものとしてある。
なお、停車時発電モードの切換もモード切換スイッチ４
によって選択できるように構成してもよい。

停車時発電モードが設定されることによってアクセル
アクチュエータ36の駆動制御を開始するエンジン制御手
段37は、例えばエンジン１のイグニッションコイルと接
続されてエンジン１の回転数を検出するエンジン回転数
検出部38と、該エンジン回転数検出部38より入力される
エンジン回転数と上記電流検出回路35より入力される負
荷電流値とに基づいてアクセルアクチュエータ36を適宜
駆動させるアクチュエータ駆動制御部39とより構成して
あり、各コンセントに接続された電気的負荷に応じた所
要電力が得られるようにエンジンの回転数を調整するの
である。

すなわち、アクチュエータ駆動制御部19は回転数と負
荷電流を比較演算し、該回転数における発電量よりも電
気的負荷が高い場合には、アクセルペダルを押し込む方
向にアクセルアクチュエータ36を駆動させる駆動信号を
アクセルアクチュエータ36へ送出し、該回転数における
発電量よりも電気的負荷が低い場合には、アクセルペダ
ルを引き戻す方向にアクセルアクチュエータ36を駆動さ
せる駆動信号をアクセルアクチュエータ36へ送出し、負
荷の消費電力に応じた発電が行われるようにエンジン１
を制御するのである。そして、エンジン１の回転数を適
宜増減させることにより、該回転数における発電量と電
気的負荷が等しくなると、アクチュエータ駆動制御部39
はアクセルアクチュエータ36への駆動信号送出を停止し
てアクセルアクチュエータ36の駆動を止め、アクセルペ
ダルを該位置に保持することで、エンジン１の回転数が
所要数に保たれるようにしてある。

したがって、例えば屋外作業でチェーンソー等の大電
力を要する電気機器を使用する際にも、電気的負荷に応
じて発電量が自動調整されるので、出力不足で当該機器
の使用が不可能になるのを極力防げると共に、電気的負
荷が小なる場合にはエンジン１の回転数を押えること
で、エネルギー効率を良好ならしめる。

なお、三相出力の電圧と単相出力の電圧が異なるた
め、アクチュエータ駆動制御部39は電流検出回路35が検
出した電流値のみからでは、負荷の消費電力に応じた適
正な発電機出力を判断できない。そこで、アクチュエー
タ駆動制御部39は出力・周波数制御部32が制御を行う出
力モードに応じたアクセルアクチュエータ36の駆動制御
を行い、適正な発電機出力が得られるようにするのであ
る。

以上本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施
例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の
範囲内であればどのようにでも変更して実施することが
できる。

〈発明の効果〉 以上要するに本発明によれば、制御動作選択手段によ
って選択された変換動作に応じてシステム制御部が発電
機を制御し、かつ発電機から供給された交流電力の電圧
・周波数を適宜変化させて出力することで、一定電圧・
周波数の単相交流、一定電圧・周波数の三相交流、もし
くは可変電圧・周波数の三相交流を選択的に供給できる
のである。

すなわち、制御動作選択手段により、システム制御部
の制御動作を切り換えることで、単相商用周波数の100
ボルト交流を家庭電化製品等の単相負荷へ供給したり、
或いは所要特性の三相交流を電動機等の三相負荷へ選択
的に供給したりできるので、別途発電機を設けることな
く各種の電気機器を屋外で使用でき、実用価値の高いも
のとなる。

しかも、車内空調装置へ供給する可変電圧・周波数の
三相交流は、システム制御部が温度検出手段の検出した
温度に応じて、電圧および周波数を適宜変化させること
により、車内空調装置におけるコンプレッサの運転サイ
クルを変え、エンジンの回転数に大きく左右されること
なく空調装置の能力を制御することが可能となり、エン
ジンの始動時であっても交流電動式圧縮機を備えた空調
装置による急速冷暖房を行うことができると共に、エン
ジンの高速回転時であっても空調装置による過加熱・過
冷却を防止することができる。

また、交流電動式圧縮機、凝縮機、および放熱機構等
からなる空調機構をユニット化し、冷媒を密封して金属
パイプ等で循環流させるとリークすることがなく、冷媒
のリークや廃車時の冷媒放出による大気汚染や公害を確
実に防止することができる。

また、自動車の停止時にはシステム制御部のエンジン
制御手段によってアクセルアクチュエータを制御し、電
源供給する負荷の消費電力量に応じた発電量が得られる
ようにエンジンを制御することで、負荷の大小に応じた
電力を得られるのである。したがって、変動する負荷に
供給する電力の過不足を小ならしめて効率の良い発電を
期すことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る自動車用交流発電装置の前提技術
となる自動車用交流発電装置の第１の構成例の概略を示
すブロック図、 第２図は本発明に係る自動車用交流発電装置の前提技術
となる自動車用交流発電装置の第２の構成例の概略を示
すブロック図、 第３図は本発明に係る自動車用交流発電装置の第１実施
例の構成概略を示すブロック図、 第４図（ａ）〜（ｃ）はインバータ部によって行うパル
ス変換の波形図、 第５図は本発明に係る自動車用交流発電装置の第２実施
例の構成概略を示すブロック図、 第６図は従来の自動車用発電機構の系統図、 第７図は公知の１軸２系統式発電機の概略構成図であ
る。 図中、１はエンジン、２は発電機、３はシステム制御
部、４はモード切換スイッチ、５はバッテリー、６は整
流回路、７……発電機制御手段、11はインバータ部、18
は変換動作制御手段、21は１軸２系統式交流発電機、22
は第１整流回路、23はシステム制御部、24は第２整流回
路、27は温度センサ、28……システム制御部、30は車内
空調装置、31は変換動作制御手段、34はシステム制御
部、36はアクチュエータ、37はエンジン制御手段であ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−77098（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−22600（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−273719（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−190300（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−223017（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−208849（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−26400（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−29799（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H02P 9/00 - 9/48

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】自動車のエンジンを駆動源とする発電機
   と、 車内の温度を検出する温度検出手段と、 三相交流を電源として動作する車内空調装置と、 上記発電機によって発生させた交流電力を調圧・周波数
   変換して出力するシステム制御部と、 上記システム制御部が行う制御動作を選択する制御動作
   選択手段と、 上記システム制御部へ電力供給するバッテリーと、 を備え、 上記システム制御部は、 上記発電機によって発生させた交流電力を整流して直流
   電力に変換する整流手段と、 上記整流手段によって整流された直流電力の電圧を検出
   し、該検出結果に基づいて上記発電機の発電電圧を制御
   する発電機制御手段と、 上記整流手段によって直流に変換された直流電力を一定
   電圧・周波数の単相交流、一定電圧・周波数の三相交
   流、及び可変電圧・周波数の三相交流に変換して出力す
   るインバータ部と、 上記制御動作選択手段により選択された制御動作に応じ
   た制御信号を上記インバータ部および発電機制御手段へ
   出力することで、一定電圧・周波数の単相交流への変換
   動作、一定電圧・周波数の三相交流への変換動作、及び
   上記温度検出手段によって検出した車内温度を車内空調
   装置の設定温度に近づけるように電圧・周波数を変化さ
   せた三相交流への変換動作を制御する変換動作制御手段
   と、 を含むものとしことを特徴とする自動車用交流発電装
   置。
2. 【請求項２】エンジンのアクセル系の調節をしてエンジ
   ンの回転数を任意に制御可能なアクセルアクチュエータ
   を備え、 電力供給する負荷の消費電力に応じて、上記アクセルア
   クチュエータを駆動制御するエンジン制御手段をシステ
   ム制御部に設けたことを特徴とする請求項１に記載の自
   動車用交流発電装置。
3. 【請求項３】高圧出力用コイルと低圧出力用コイルとを
   備えるステータの内部に、自動車のエンジンの駆動力に
   よって回転するロータを設け、低圧出力用コイルの低圧
   出力端子から低圧出力を、高圧出力用コイルの高圧出力
   用端子から高圧出力を、夫々得ることが可能な１軸２系
   統式交流発電機と、 該１軸２系統式交流発電機の低圧出力用端子より供給さ
   れた交流電力を直流電力に変換する第１整流手段と、 車内の温度を検出する温度検出手段と、 三相交流を電源として動作する車内空調装置と、 上記１軸２系統式交流発電機の高圧用出力端子より供給
   された直流電力を調圧・周波数変換して出力するシステ
   ム制御部と、 上記システム制御部が行う制御動作を選択する制御動作
   選択手段と、 上記インバータ部の変換動作を制御する変換動作制御手
   段と、 上記発電機によって発電した電力を蓄電すると共に、上
   記システム制御部へ電力供給するバッテリーと、 を備え、 上記システム制御部は、 上記１軸２系統式交流発電機の高圧用出力端子より供給
   された交流電力を直流に変換する第２整流手段と、 上記第１整流手段によって整流された直流電力の電圧を
   検出し、該検出結果に基づいて上記発電機の発電電圧を
   制御する発電機制御手段と、 上記第２整流手段によって直流に変換された直流電力を
   一定電圧・周波数の単相交流、一定電圧・周波数の三相
   交流、及び可変電圧・周波数の三相交流に変換して出力
   するインバータ部と、 上記制御動作選択手段により選択された制御動作に応じ
   た制御信号を上記インバータ部および発電機制御手段へ
   出力することで、一定電圧・周波数の単相交流への変換
   動作、一定電圧・周波数の三相交流への変換動作、及び
   上記温度検出手段によって検出した車内温度に応じて車
   内空調装置の設定温度に近づけるように電圧・周波数を
   変化させた三相交流への変換動作を制御する変換動作制
   御手段と、 を含むものとした自動車用交流発電装置。
4. 【請求項４】エンジンのアクセル系の調節をしてエンジ
   ンの回転数を任意に制御可能なアクセルアクチュエータ
   を備え、 電力供給する負荷の消費電力に応じて、上記アクセルア
   クチュエータを駆動制御するエンジン制御手段をシステ
   ム制御部に設けたことを特徴とする請求項３に記載の自
   動車用交流発電装置。