JP2866293B2 - Vehicle generator - Google Patents

Vehicle generator

Info

Publication number
JP2866293B2
JP2866293B2 JP5319747A JP31974793A JP2866293B2 JP 2866293 B2 JP2866293 B2 JP 2866293B2 JP 5319747 A JP5319747 A JP 5319747A JP 31974793 A JP31974793 A JP 31974793A JP 2866293 B2 JP2866293 B2 JP 2866293B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
alternator
rotation speed
winding
output current
current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP5319747A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH07177679A (en
Inventor
克己 足立
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP5319747A priority Critical patent/JP2866293B2/en
Publication of JPH07177679A publication Critical patent/JPH07177679A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2866293B2 publication Critical patent/JP2866293B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

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

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、エンジンの回転によ
り駆動されて車載のバッテリおよび電気負荷に給電する
車両用発電機に関し、特にオルタネータ回転数によらず
出力効率を向上させた車両用発電機に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vehicular generator driven by the rotation of an engine to supply power to a vehicle-mounted battery and an electric load, and more particularly to a vehicular generator having improved output efficiency regardless of the alternator rotation speed. It is about.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、この種の車両用発電機におい
ては、オルタネータの電機子巻線の仕様を選択可能に構
成し、オルタネータ回転数に応じて巻線仕様を切替える
ことにより、全負荷時の出力電流が常に最大となるよう
にしている。図5はたとえば特開昭56−49697号
公報に記載された従来の車両用発電機を概略的に示す構
成図、図6は図5内のオルタネータの構成を具体的に示
す回路図、図7は図5内の制御回路の機能構成を示すブ
ロック図である。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a vehicle generator of this type, the specification of an armature winding of an alternator is configured to be selectable, and the winding specification is switched according to the alternator rotation speed so that the full-load operation is performed. Output current is always maximized. FIG. 5 is a block diagram schematically showing a conventional vehicular generator described in, for example, JP-A-56-49697. FIG. 6 is a circuit diagram specifically showing the configuration of the alternator in FIG. FIG. 6 is a block diagram showing a functional configuration of a control circuit in FIG.

【0003】図において、1は3相交流発電機を構成す
るオルタネータであり、発電による出力電圧Voおよび
出力電流Ioをバッテリおよび負荷(後述する)に供給
する出力端子Bと、接地端子Eと、電機子巻線の仕様
(後述する)を切替えるための切替制御信号Coが印加
される切替制御入力端子Cと、界磁電流Ifが供給され
る出力電圧制御用の界磁電流制御端子Fとを有する。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an alternator constituting a three-phase AC generator, which includes an output terminal B for supplying an output voltage Vo and an output current Io by power generation to a battery and a load (to be described later), a ground terminal E, A switching control input terminal C to which a switching control signal Co for switching the specification (described later) of the armature winding is applied, and a field current control terminal F for output voltage control to which a field current If is supplied. Have.

【0004】2および4はオルタネータ1の固定子に設
けられた3相の電機子巻線であり、それぞれ個別にY結
線されている。3は電機子巻線2の各出力端子に接続さ
れた全波整流回路であり、各相毎に対応した3対のダイ
オードD1〜D6により構成されている。5は電機子巻
線4の各出力端子に接続された全波整流回路であり、全
波整流回路3と同様に、各相毎に対応した3対のダイオ
ードD7〜D12により構成されている。
[0004] Reference numerals 2 and 4 denote three-phase armature windings provided on the stator of the alternator 1, which are individually Y-connected. Reference numeral 3 denotes a full-wave rectifier circuit connected to each output terminal of the armature winding 2, and includes three pairs of diodes D1 to D6 corresponding to each phase. Reference numeral 5 denotes a full-wave rectifier circuit connected to each output terminal of the armature winding 4 and, like the full-wave rectifier circuit 3, comprises three pairs of diodes D7 to D12 corresponding to each phase.

【0005】6はオルタネータ1の回転子に設けられた
界磁巻線であり、各電機子巻線2および4に共通に1個
だけ設けられている。7は界磁巻線6に流れる界磁電流
Ifをデューティ制御してオルタネータ1の出力電圧V
oを所定電圧に調整するレギュレータであり、オルタネ
ータ1に内蔵されている。
Reference numeral 6 denotes a field winding provided on the rotor of the alternator 1, and only one field winding is provided in common for each of the armature windings 2 and 4. 7 controls the duty of the field current If flowing through the field winding 6 and outputs the output voltage V of the alternator 1.
This is a regulator for adjusting o to a predetermined voltage, and is built in the alternator 1.

【0006】8はオルタネータ1の出力端子Bと接地端
子Eとの間に接続されたバッテリ、9はバッテリ8に並
列接続された負荷であり、オルタネータ1の出力電圧V
oおよび出力電流Ioが供給されている。IBはバッテ
リ8に充方電方向に流れる電流、Lはオルタネータ1の
出力電圧Voが印加される負荷9の端子、VLは負荷9
の端子電圧、ILは負荷9に流れる電流である。
Reference numeral 8 denotes a battery connected between the output terminal B and the ground terminal E of the alternator 1, and 9 denotes a load connected in parallel with the battery 8, and the output voltage V of the alternator 1
o and the output current Io are supplied. IB is a current flowing through the battery 8 in the charging direction, L is a terminal of the load 9 to which the output voltage Vo of the alternator 1 is applied, and VL is a load 9
Is a current flowing through the load 9.

【0007】負荷9の端子Lは、バッテリ8の入力端子
でもあり、電圧検出端子として機能する。端子電圧VL
は、オルタネータ1の出力電圧Voとほぼ等しく、レギ
ュレータ7にフィードバックされる。また、オルタネー
タ1の出力電流Ioは、各電流IBおよびILの総和に
等しい。
The terminal L of the load 9 is also an input terminal of the battery 8 and functions as a voltage detection terminal. Terminal voltage VL
Is substantially equal to the output voltage Vo of the alternator 1 and is fed back to the regulator 7. The output current Io of the alternator 1 is equal to the sum of the currents IB and IL.

【0008】D13およびD14は全波整流回路3およ
び5の出力端子間に挿入されたダイオードであり、全波
整流回路3および5を並列接続するために、ダイオード
D13のカソードは出力端子Bに接続され、ダイオード
D14のアノードは接地端子Eに接続されている。
D13 and D14 are diodes inserted between the output terminals of the full-wave rectifier circuits 3 and 5, and the cathode of the diode D13 is connected to the output terminal B to connect the full-wave rectifier circuits 3 and 5 in parallel. The anode of the diode D14 is connected to the ground terminal E.

【0009】SCRはダイオードD13のアノードとダ
イオードD14のカソードとの間に挿入されたサイリス
タであり、アノードがダイオードD13のアノードに接
続され、カソードがダイオードD14のカソードに接続
され、ゲートが切替制御入力端子Cに制御されている。
サイリスタSCRは、全波整流回路3および5を選択的
に直列接続して電機子巻線2および4の仕様を切替える
ための選択切替手段を構成している。
The SCR is a thyristor inserted between the anode of the diode D13 and the cathode of the diode D14. The anode is connected to the anode of the diode D13, the cathode is connected to the cathode of the diode D14, and the gate is connected to the switching control input. Controlled by terminal C.
The thyristor SCR constitutes a selection switching means for selectively connecting the full-wave rectifier circuits 3 and 5 in series and switching the specifications of the armature windings 2 and 4.

【0010】10はオルタネータ1の回転数Nに応じて
サイリスタSCR(選択切替手段)を動作させる制御回
路であり、以下の11〜13(図7参照)により構成さ
れている。
Reference numeral 10 denotes a control circuit for operating a thyristor SCR (selection switching means) according to the rotation speed N of the alternator 1, and is constituted by the following 11 to 13 (see FIG. 7).

【0011】11はたとえば電機子巻線2または4の出
力電圧に相当する回転数信号Noに基づいてオルタネー
タ回転数Nを検出する回転数検出手段、12は各巻線仕
様でのオルタネータ回転数Nに対する全負荷時の出力電
流Iosの各特性曲線の電流クロスポイント回転数NI
を設定する電流クロスポイント設定手段である。13は
オルタネータ回転数Nと電流クロスポイント回転数NI
との比較結果に基づいて切替制御信号Coを生成する比
較判定手段であり、オルタネータ1の全負荷時の出力電
流Iosが大きくなる結線仕様を選択するようになって
いる。
Reference numeral 11 denotes a rotation speed detecting means for detecting an alternator rotation speed N based on, for example, a rotation speed signal No corresponding to the output voltage of the armature winding 2 or 4. Reference numeral 12 denotes an alternator rotation speed N for each winding specification. Current cross point rotation speed NI of each characteristic curve of output current Ios at full load
Is a current cross point setting means for setting 13 is an alternator rotation speed N and a current cross point rotation speed NI
This is a comparison determining means for generating the switching control signal Co based on the comparison result with the above, and is configured to select a connection specification in which the output current Ios of the alternator 1 at full load is increased.

【0012】図8はオルタネータ1の出力電圧Voを一
定としたときの各巻線仕様毎のオルタネータ回転数Nに
対する全負荷時の出力電流Ios(すなわち、オルタネ
ータ1の出力電圧を所定値Voに保った状態でオルタネ
ータ1から流し得る最大の出力電流)の特性曲線を示す
特性図である。
FIG. 8 shows the output current Ios at full load with respect to the alternator rotation speed N for each winding specification when the output voltage Vo of the alternator 1 is constant (that is, the output voltage of the alternator 1 is maintained at a predetermined value Vo). FIG. 6 is a characteristic diagram showing a characteristic curve of a maximum output current that can flow from the alternator 1 in a state.

【0013】図において、Io1(実線)は全波整流回
路3および5を直列接続した場合(第1の巻線仕様)の
電機子巻線2および4による出力電流、Io2(一点鎖
線)は全波整流回路3および5を並列接続した場合(第
2の巻線仕様)の電機子巻線2および4による出力電
流、NηおよびNIは各巻線仕様毎の特性曲線の効率ク
ロスポイント回転数および電流クロスポイント回転数、
Z1は効率クロスポイント回転数Nη以下の低速回転数
領域、Z2は効率クロスポイント回転数Nηから電流ク
ロスポイント回転数NIまでの間の中間回転数領域、Z
3は電流クロスポイント回転数NI以上の高速回転数領
域である。
In the figure, Io1 (solid line) represents the output current of the armature windings 2 and 4 when the full-wave rectifier circuits 3 and 5 are connected in series (first winding specification), and Io2 (dashed line) represents all Currents of armature windings 2 and 4 when wave rectifier circuits 3 and 5 are connected in parallel (second winding specification), Nη and NI are the efficiency cross point rotation speed and current of the characteristic curve for each winding specification Crosspoint speed,
Z1 is a low-speed rotation region below the efficiency crosspoint rotation speed Nη, Z2 is an intermediate rotation speed region between the efficiency crosspoint rotation speed Nη and the current crosspoint rotation speed NI, Z
Reference numeral 3 denotes a high-speed rotation speed region equal to or higher than the current cross point rotation speed NI.

【0014】また、η1およびη2はオルタネータ回転
数Nに対するオルタネータ1の全負荷時の出力効率の特
性曲線であり、η1(実線)は全波整流回路3および5
を直列接続した場合の電機子巻線2および4による出力
効率、η2(一点鎖線)は全波整流回路3および5を並
列接続した場合の電機子巻線2および4による出力効率
である。一般に、オルタネータ1の全負荷時の効率ηの
クロスポイント回転数Nηは、図8に示すように、電流
クロスポイント回転数NIよりも小さい。
Η1 and η2 are characteristic curves of the output efficiency of the alternator 1 at full load with respect to the alternator rotation speed N, and η1 (solid line) is the full-wave rectifier circuits 3 and 5.
And η2 (dotted line) is the output efficiency of the armature windings 2 and 4 when the full-wave rectifier circuits 3 and 5 are connected in parallel. In general, the cross point rotation speed Nη of the efficiency η at full load of the alternator 1 is smaller than the current cross point rotation speed NI, as shown in FIG.

【0015】次に、図8を参照しながら、図5〜図7に
示した従来の車両用発電機の動作について説明する。ま
ず、図示しない内燃機関(エンジン)の起動と同時に、
バッテリ8の電圧がレギュレータ7に印加され、界磁電
流Ifが界磁電流制御端子Fに供給されることにより界
磁巻線6が励磁され、電機子巻線2および4はそれぞれ
付勢されて発電を開始する。
Next, the operation of the conventional vehicle generator shown in FIGS. 5 to 7 will be described with reference to FIG. First, at the same time as the start of an internal combustion engine (engine) not shown,
When the voltage of the battery 8 is applied to the regulator 7 and the field current If is supplied to the field current control terminal F, the field winding 6 is excited and the armature windings 2 and 4 are energized, respectively. Start power generation.

【0016】ここで、サイリスタSCRが導通状態にあ
ると、全波整流回路3および5は直列接続(第1の巻線
仕様)の状態となり、オルタネータ1の出力電流Io
は、オルタネータ回転数Nに応じて、図8の実線Io1
に示すように変化する。一方、サイリスタSCRが非導
通状態にあると、全波整流回路3および5は並列接続
(第2の巻線仕様)の状態となり、オルタネータ1の出
力電流Ioは、オルタネータ回転数Nに応じて、図8の
一点鎖線Io2に示すように変化する。
Here, when the thyristor SCR is in a conductive state, the full-wave rectifier circuits 3 and 5 are connected in series (first winding specification), and the output current Io of the alternator 1 is changed.
Is a solid line Io1 in FIG. 8 according to the alternator rotation speed N.
Changes as shown in FIG. On the other hand, when the thyristor SCR is in a non-conducting state, the full-wave rectifier circuits 3 and 5 are connected in parallel (second winding specification), and the output current Io of the alternator 1 changes according to the alternator rotation speed N. It changes as shown by the one-dot chain line Io2 in FIG.

【0017】すなわち、図8の特性図から明らかなよう
に、車両の低速走行時には、並列接続の巻線仕様状態
(一点鎖線)よりも直列接続の巻線仕様状態(実線)の
方が出力電流Ioの立ち上がりが速く、高速走行時に
は、直列接続の巻線仕様状態(実線)よりも並列接続の
巻線仕様状態(一点鎖線)の方が高い出力電流Ioを得
ることができる。
That is, as is clear from the characteristic diagram of FIG. 8, when the vehicle is running at a low speed, the output current is greater in the series-connected winding specification state (solid line) than in the parallel-connected winding specification state (dashed line). When the Io rises quickly and the vehicle runs at high speed, a higher output current Io can be obtained in the parallel connection winding specification state (dashed line) than in the series connection winding specification state (solid line).

【0018】したがって、具体的には、内燃機関の起動
と同時に、制御回路10は、低速のオルタネータ回転数
Nを検出して、これが電流クロスポイント回転数NI以
下であることを判定し、サイリスタSCRに対する切替
制御信号Co(ゲート制御電流)を切替制御端子Cに供
給する。これにより、サイリスタSCRは導通状態とな
り、直列接続(図8の実線)の巻線仕様状態となる。な
お、電流クロスポイント回転数NIは、たとえば試験デ
ータに基づいて、あらかじめ設定され得る。
Therefore, specifically, at the same time when the internal combustion engine is started, the control circuit 10 detects the low-speed alternator rotation speed N and determines that the low-speed alternator rotation speed is equal to or less than the current cross point rotation speed NI. Is supplied to the switching control terminal C. As a result, the thyristor SCR is brought into the conductive state, and the winding is connected in series (solid line in FIG. 8). The current cross point rotation speed NI can be set in advance based on, for example, test data.

【0019】続いて、オルタネータ回転数Nが電流クロ
スポイント回転数NIまで上昇すると、制御回路10内
の比較判定手段13は、オルタネータ回転数Nが電流ク
ロスポイント回転数NIよりも大きいことを判定して、
切替制御信号Coの出力を停止させる。また、サイリス
タSCRのアノードをカソードに対して負とするため
に、レギュレータ7から界磁巻線6への界磁電流Ifの
供給を一時的に停止して発電を停止するか、またはサイ
リスタSCRに逆電圧を印加する。
Subsequently, when the alternator rotation speed N increases to the current crosspoint rotation speed NI, the comparison determination means 13 in the control circuit 10 determines that the alternator rotation speed N is greater than the current crosspoint rotation speed NI. hand,
The output of the switching control signal Co is stopped. Further, in order to make the anode of the thyristor SCR negative with respect to the cathode, the supply of the field current If from the regulator 7 to the field winding 6 is temporarily stopped to stop the power generation, or the thyristor SCR Apply reverse voltage.

【0020】これにより、車両の高速走行時において
は、サイリスタSCRが非導通状態となり、オルタネー
タ1の電機子巻線2および4の巻線仕様は並列状態とな
る。この結果、オルタネータ1の全負荷時の出力電流I
osは、オルタネータ回転数Nの上昇に伴って、実線特
性Io1から一点鎖線特性Io2に切替えられ、バッテ
リ8を十分に充電するとともに、必要に応じて負荷9に
供給される。
Thus, when the vehicle is running at high speed, the thyristor SCR is turned off, and the winding specifications of the armature windings 2 and 4 of the alternator 1 are in a parallel state. As a result, the output current I of the alternator 1 at full load is
As the alternator rotation speed N increases, os is switched from the solid line characteristic Io1 to the one-dot chain line characteristic Io2 to sufficiently charge the battery 8 and supply it to the load 9 as necessary.

【0021】なお、上記のように固定子の電機子巻線を
複数仕様に切替可能な車両用発電機は、上記公報に限ら
ず、たとえば、特開昭56−49698号公報、特開昭
51−16414号公報、特公昭53−810号公報、
特開平2−17899号公報、特開平4−96699号
公報、特開平4−88900号公報等にも種々参照され
る。また、巻線仕様の選択切替手段としては、サイリス
タSCRに限らず、トランジスタやリレー等が用いられ
得る。
The vehicle generator capable of switching the armature winding of the stator to a plurality of specifications as described above is not limited to the above-mentioned publication, but is disclosed in, for example, JP-A-56-49698 and JP-A-51-1981. No. 16414, Japanese Patent Publication No. 53-810,
Various references are also made to JP-A-2-17899, JP-A-4-96699, JP-A-4-88900, and the like. Further, the selection switching means of the winding specification is not limited to the thyristor SCR, but may be a transistor, a relay, or the like.

【0022】すなわち、特開昭51−16414号公報
においては、独立した2つの電機子巻線と、これら電機
子巻線に個別に接続された2つの整流回路とを備え、一
方の整流回路の出力端子を他方の電機子巻線の中性点に
接続して直列仕様とし、一方の整流回路の出力端子とダ
イオードを介した他方の出力端子とを接続して並列仕様
としている。
In other words, Japanese Patent Laid-Open Publication No. Sho 51-16414 discloses two independent armature windings and two rectifier circuits individually connected to these armature windings. The output terminal is connected to the neutral point of the other armature winding to provide a series specification, and the output terminal of one rectifier circuit is connected to the other output terminal via a diode to provide a parallel specification.

【0023】また、特公昭53−810号公報において
は、Y結線された巻線群(X2−U2,Y2−V2,Z2
2)と、各相毎に独立した巻線(X1−U1,Y1
1,Z1−W1)とを備え、切替スイッチにより、X1
1,Z1をそれぞれU2,V2,W2に接続して直列仕様
とし、X1,Y1,Z1を短絡して中性点とすることによ
り並列仕様としている。
In Japanese Patent Publication No. 53-810, a winding group (X 2 -U 2 , Y 2 -V 2 , Z 2-
W 2 ) and independent windings (X 1 −U 1 , Y 1
V 1 , Z 1 -W 1 ), and X 1 ,
A series specifications connects Y 1, Z 1 to U 2, V 2, W 2 respectively, are parallel specification by a neutral point by shorting X 1, Y 1, Z 1 .

【0024】また、特開平2−17899号公報におい
ては、2つの独立した電機子巻線をスイッチ部を介した
直列整流回路に接続し、リレー装置によりスイッチ部を
オンさせることにより直列仕様とし、スイッチ部をオフ
することにより並列仕様としている。
In Japanese Unexamined Patent Publication No. 2-17899, two independent armature windings are connected to a series rectifier circuit via a switch unit, and the switch unit is turned on by a relay device to provide a series specification. By turning off the switch part, the parallel specification is achieved.

【0025】また、特開平4−88900号公報におい
ては、永久磁石のロータと、界磁電流反転回路に接続さ
れる界磁巻線を有する別のロータと、これらロータに対
向する独立の電機子巻線と、各電機子巻線に接続された
共通の整流回路とを備え、各ロータから互いに逆方向の
磁束を発生させることにより直列仕様とし、各ロータを
同方向に励磁することにより並列仕様としている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-88900 discloses a rotor having a permanent magnet, another rotor having a field winding connected to a field current reversing circuit, and an independent armature opposed to the rotor. It has a winding and a common rectifier circuit connected to each armature winding, and generates a magnetic flux in the opposite direction from each rotor to make a series specification, and energizes each rotor in the same direction to make a parallel specification. And

【0026】また、特開平4−96699号公報におい
ては、Y結線された第1の電機子巻線と、これと逆位相
にY結線された第2の電機子巻線と、それぞれに個別に
接続された2つの整流回路とを備え、互いに逆位相とな
る相間をシリコン制御整流器を介して接続し、シリコン
制御整流器をオンさせることにより直列仕様とし、シリ
コン制御整流器をオフすることにより並列仕様としてい
る。
In Japanese Unexamined Patent Publication No. 4-96699, a first armature winding connected in a Y-connection and a second armature winding connected in a phase opposite to that of the first armature are separately provided. With two connected rectifier circuits, the phases opposite to each other are connected via a silicon controlled rectifier, and the silicon controlled rectifier is turned on to make it a series type, and the silicon controlled rectifier is turned off to make a parallel type. I have.

【0027】しかしながら、前述したように、オルタネ
ータ1の出力効率ηに対する効率クロスポイント回転数
Nηは、電流クロスポイント回転数NIよりも小さいの
で、オルタネータ回転数Nが各クロスポイント回転数N
ηおよびNIの間の中間回転数領域Z2内にある場合
は、オルタネータ1の出力効率ηが低下してしまうこと
になる。
However, as described above, the efficiency cross-point rotation speed Nη with respect to the output efficiency η of the alternator 1 is smaller than the current cross-point rotation speed NI.
If it is in the intermediate rotation speed region Z2 between η and NI, the output efficiency η of the alternator 1 will be reduced.

【0028】すなわち、オルタネータ回転数Nが電流ク
ロスポイント回転数NI以下であれば、実線特性Io1
の巻線仕様が選択されるが、このとき、オルタネータ回
転数Nが効率クロスポイント回転数以上であれば、全負
荷時の効率ηが低い巻線仕様が選択された状態となる。
That is, if the alternator rotation speed N is equal to or less than the current cross point rotation speed NI, the solid line characteristic Io1
In this case, if the alternator rotation speed N is equal to or higher than the efficiency cross point rotation speed, the winding specification with the low efficiency η at full load is selected.

【0029】[0029]

【発明が解決しようとする課題】従来の車両用発電機は
以上のように、オルタネータ回転数Nに応じて巻線仕様
を切替え、オルタネータ回転数Nに対して全負荷時の出
力電流Iosが最大となるように選択しているので、オ
ルタネータ回転数Nの領域によっては効率が低下すると
いう問題点があった。
As described above, the conventional vehicular generator switches the winding specification according to the alternator rotation speed N, and the output current Ios at full load with respect to the alternator rotation speed N is maximum. Therefore, there is a problem that the efficiency is reduced depending on the region of the alternator rotation speed N.

【0030】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、出力効率を最大限に向上させた
車両用発電機を得ることを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a vehicular generator in which the output efficiency is maximized.

【0031】[0031]

【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
る車両用発電機は、固定子に設けられた電機子巻線およ
び回転子に設けられた界磁巻線を有し、電機子巻線から
の出力電流を整流して負荷に供給するオルタネータと、
界磁巻線に流れる界磁電流を制御してオルタネータの出
力電圧を所定電圧に調整するレギュレータと、電機子巻
線の仕様を互いに異なる複数の巻線仕様に切替える選択
切替手段と、オルタネータの回転数に応じて選択切替手
段を動作させる制御回路とを備えた車両用発電機におい
て、制御回路は、各巻線仕様でのオルタネータ回転数に
対する全負荷時の出力効率の各特性曲線の効率クロスポ
イント回転数を設定する効率クロスポイント設定手段
と、オルタネータ回転数と効率クロスポイント回転数と
の比較結果に基づいて、オルタネータの全負荷時の出力
効率が最大となるように、選択切替手段に対する切替制
御信号を生成する比較判定手段とを含むものである。
A vehicle generator according to a first aspect of the present invention has an armature winding provided on a stator and a field winding provided on a rotor. An alternator that rectifies the output current from the winding and supplies it to the load,
A regulator for controlling the field current flowing through the field winding to adjust the output voltage of the alternator to a predetermined voltage, a selection switching means for switching the specification of the armature winding to a plurality of different winding specifications, and a rotation of the alternator And a control circuit for operating the selection switching means in accordance with the number of rotations, wherein the control circuit comprises an efficiency cross point rotation of each characteristic curve of output efficiency at full load with respect to the alternator rotation speed in each winding specification. A switching control signal to the selection switching means such that the output efficiency at the full load of the alternator is maximized based on the efficiency cross point setting means for setting the number and the result of comparison between the alternator rotation speed and the efficiency cross point rotation speed. And comparison determination means for generating

【0032】また、この発明の請求項2に係る車両用発
電機は、請求項1において、制御回路は、各巻線仕様で
のオルタネータ回転数に対する全負荷時の出力電流の各
特性曲線の電流クロスポイント回転数を設定する電流ク
ロスポイント設定手段を含み、比較判定手段は、オルタ
ネータ回転数と効率クロスポイント回転数および電流ク
ロスポイント回転数とを比較し、オルタネータ回転数が
効率クロスポイント回転数と電流クロスポイント回転数
との間の中間回転数領域にあって、且つ、オルタネータ
の出力電流が全負荷時の出力電流よりも大きい場合に、
オルタネータ出力電流以上となる全負荷時の出力電流特
性を有する他の巻線仕様があれば、電機子巻線の仕様を
他の巻線仕様に切替えるための切替制御信号を生成する
ものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a vehicle generator according to the first aspect, wherein the control circuit is configured such that a current cross of each characteristic curve of an output current at a full load with respect to the alternator rotation speed in each winding specification. Current cross point setting means for setting the point rotation speed, wherein the comparison determination means compares the alternator rotation speed with the efficiency cross point rotation speed and the current cross point rotation speed, and determines whether the alternator rotation speed is the efficiency cross point rotation speed and the current. When the output current of the alternator is larger than the output current at full load in the intermediate rotation speed region between the cross point rotation speed and
If there is another winding specification having an output current characteristic at full load equal to or greater than the alternator output current, a switching control signal for switching the specification of the armature winding to another winding specification is generated.

【0033】また、この発明の請求項3に係る車両用発
電機は、請求項2において、比較判定手段は、他の巻線
仕様が複数ある場合には、他の巻線仕様のうち全負荷時
の出力効率が最大となる巻線仕様に切替えるものであ
る。
According to a third aspect of the present invention, in the vehicle generator according to the second aspect, when there are a plurality of other winding specifications, the comparing and judging means may include a full load of the other winding specifications. It switches to the winding specification that maximizes the output efficiency at the time.

【0034】また、この発明の請求項4に係る車両用発
電機は、請求項2において、比較判定手段は、他の巻線
仕様がない場合には、中間回転数領域において全負荷時
の出力電流が最大となる巻線仕様に切替えるものであ
る。
According to a fourth aspect of the present invention, in the vehicle generator according to the second aspect, when there is no other winding specification, the output at full load in the intermediate rotation speed region is provided when there is no other winding specification. This is to switch to the winding specification that maximizes the current.

【0035】また、この発明の請求項5に係る車両用発
電機は、請求項2から請求項4までのいずれかにおい
て、比較判定手段は、負荷の端子電圧が所定値以上低下
したときに、オルタネータの出力電流が全負荷時の出力
電流よりも大きいと判定するものである。
According to a fifth aspect of the present invention, in the vehicle generator according to any one of the second to fourth aspects, the comparing and judging means is provided when the terminal voltage of the load decreases by a predetermined value or more. It is determined that the output current of the alternator is larger than the output current at full load.

【0036】また、この発明の請求項6に係る車両用発
電機は、請求項2から請求項4までのいずれかにおい
て、比較判定手段は、界磁電流のデューティが最大デュ
ーティ値を示すときに、オルタネータの出力電流が全負
荷時の出力電流よりも大きいと判定するものである。
According to a sixth aspect of the present invention, in the vehicle generator according to any one of the second to fourth aspects, the comparing and judging means is provided when the duty of the field current indicates the maximum duty value. , The output current of the alternator is determined to be larger than the output current at full load.

【0037】[0037]

【作用】この発明の請求項1においては、オルタネータ
回転数と効率クロスポイント回転数との比較により、最
大効率となるように電機子巻線の仕様を切替える。
According to the first aspect of the present invention, the specification of the armature winding is switched so as to obtain the maximum efficiency by comparing the alternator rotation speed with the efficiency cross point rotation speed.

【0038】また、この発明の請求項2においては、オ
ルタネータ回転数と効率クロスポイント回転数および電
流クロスポイント回転数との比較に基づいて、最大効率
となるように電機子巻線の仕様を切替えるとともに、各
クロスポイント回転数の間の中間回転数領域においてオ
ルタネータの出力電流が全負荷時の出力電流を超えた場
合に、オルタネータの出力電流以上の全負荷時の出力電
流特性を有する他の巻線仕様に切替え、出力電流の不足
を防止する。
According to a second aspect of the present invention, the specification of the armature winding is switched based on a comparison between the alternator rotation speed, the efficiency crosspoint rotation speed, and the current crosspoint rotation speed so that the maximum efficiency is obtained. In addition, when the output current of the alternator exceeds the output current at full load in the intermediate rotation speed region between the crosspoint rotation speeds, another winding having an output current characteristic at full load equal to or greater than the output current of the alternator. Switch to wire specification to prevent shortage of output current.

【0039】また、この発明の請求項3においては、中
間回転数領域においてオルタネータの出力電流以上の全
負荷時の出力電流特性を有する他の巻線仕様が複数存在
する場合には、その中で最大効率の特性を有する巻線仕
様に切替え、出力電流の不足を防止するとともに効率の
低下を最小限に抑制する。
According to a third aspect of the present invention, when there are a plurality of other winding specifications having an output current characteristic at full load equal to or higher than the output current of the alternator in the intermediate rotation speed range, there are provided Switching to the winding specification having the characteristic of maximum efficiency prevents output current shortage and minimizes reduction in efficiency.

【0040】また、この発明の請求項4においては、中
間回転数領域においてオルタネータの出力電流以上の全
負荷時の出力電流特性を有する他の巻線仕様が存在しな
い場合には、中間回転数領域で最大の出力電流特性を有
する巻線仕様に切替え、出力電流の不足を最小限に抑制
する。
According to a fourth aspect of the present invention, when there is no other winding specification having an output current characteristic at a full load equal to or greater than the output current of the alternator in the intermediate rotation speed region, the present invention is not limited to this. To switch to the winding specification having the maximum output current characteristics and minimize the shortage of output current.

【0041】また、この発明の請求項5においては、負
荷の端子電圧が所定値以上低下した場合に、オルタネー
タの出力電流が全負荷時の出力電流を超えたものと判定
し、巻線仕様の切替タイミングを確実に検出する。
According to a fifth aspect of the present invention, when the terminal voltage of the load decreases by a predetermined value or more, it is determined that the output current of the alternator has exceeded the output current at full load, and The switching timing is reliably detected.

【0042】また、この発明の請求項6においては、界
磁電流のデューティが最大デューティ値を示す場合に、
オルタネータの出力電流が全負荷時の出力電流を超えた
ものと判定し、巻線仕様の切替タイミングを確実に検出
する。
According to a sixth aspect of the present invention, when the duty of the field current indicates the maximum duty value,
It is determined that the output current of the alternator has exceeded the output current at full load, and the switching timing of the winding specification is reliably detected.

【0043】[0043]

【実施例】実施例1.以下、この発明の実施例1(請求
項1に対応)を図について説明する。図1はこの発明の
実施例1による制御回路の機能構成を示すブロック図で
あり、11は前述と同様のものである。また、10Aお
よび13Aは制御回路10および比較判定手段13に対
応しており、図示しない全体の概略構成およびオルタネ
ータ1の周辺構成は、図5および図6に示した通りであ
る。
[Embodiment 1] Hereinafter, a first embodiment (corresponding to claim 1) of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a functional configuration of a control circuit according to a first embodiment of the present invention, and 11 is the same as described above. 10A and 13A correspond to the control circuit 10 and the comparison / determination means 13, and the overall schematic configuration (not shown) and the peripheral configuration of the alternator 1 are as shown in FIGS.

【0044】14は各巻線仕様でのオルタネータ回転数
Nに対する全負荷時の出力効率ηの各特性曲線(図8参
照)の効率クロスポイント回転数Nηを設定する効率ク
ロスポイント設定手段であり、効率クロスポイント回転
数Nηは、前述の電流クロスポイント回転数NIと同様
に、たとえば試験データ等に基づいてあらかじめ設定さ
れる。
Numeral 14 denotes efficiency cross point setting means for setting the efficiency cross point rotation speed Nη of each characteristic curve (see FIG. 8) of the output efficiency η at full load with respect to the alternator rotation speed N in each winding specification. The cross point rotation speed Nη is set in advance based on, for example, test data and the like, like the current cross point rotation speed NI.

【0045】この場合、比較判定手段13Aは、オルタ
ネータ回転数Nと効率クロスポイント回転数Nηとの比
較結果に基づいて、オルタネータ1の全負荷時の出力効
率ηが最大となるように、選択切替手段に対する切替制
御信号Coを生成するようになっている。
In this case, the comparison determination means 13A selects and switches the output so that the output efficiency η of the alternator 1 at full load becomes maximum based on the result of comparison between the alternator speed N and the efficiency cross point speed Nη. A switching control signal Co for the means is generated.

【0046】次に、図5、図6および図8を参照しなが
ら、図1に示したこの発明の実施例1の動作について説
明する。前述と同様に、回転数検出手段11は、オルタ
ネータ1から得られる回転数信号Noからオルタネータ
回転数Nを検出し、比較判定手段13Aに入力する。
Next, the operation of the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. 5, FIG. 6 and FIG. As described above, the rotation speed detecting means 11 detects the alternator rotation speed N from the rotation speed signal No obtained from the alternator 1, and inputs the detected rotation speed N to the comparison determination means 13A.

【0047】比較判定手段13Aは、オルタネータ回転
数Nと効率クロスポイント回転数Nηとの比較結果に基
づいて切替制御信号Coを生成する。すなわち、オルタ
ネータ回転数Nが効率クロスポイント回転数Nη以下の
低速回転数領域Z1においては、サイリスタSCR(図
6参照)をオンさせて、電機子巻線2および4の直列
(第1の)巻線仕様を選択し、オルタネータ1の出力効
率ηの特性曲線を実線η1(図8参照)のようにする。
The comparison determining means 13A generates a switching control signal Co based on the result of comparison between the alternator rotation speed N and the efficiency cross point rotation speed Nη. That is, in the low-speed rotation region Z1 in which the alternator rotation speed N is equal to or less than the efficiency cross point rotation speed Nη, the thyristor SCR (see FIG. 6) is turned on, and the series (first) winding of the armature windings 2 and 4 is performed. The line specification is selected, and the characteristic curve of the output efficiency η of the alternator 1 is set as shown by a solid line η1 (see FIG. 8).

【0048】一方、オルタネータ回転数Nが効率クロス
ポイント回転数Nηよりも大きい中間回転数領域Z2お
よび高速回転数領域Z3においては、サイリスタSCR
をオフして電機子巻線2および4の並列(第2の)巻線
仕様を選択し、出力効率ηの特性を一点鎖線η2のよう
に切替える。この結果、オルタネータ1は、常に最大効
率で発電を継続することができ、出力効率ηを向上させ
ることができる。
On the other hand, in the intermediate rotation speed region Z2 and the high speed rotation region Z3 in which the alternator rotation speed N is larger than the efficiency cross point rotation speed Nη, the thyristor SCR
Is turned off, the parallel (second) winding specification of the armature windings 2 and 4 is selected, and the characteristic of the output efficiency η is switched as shown by the one-dot chain line η2. As a result, the alternator 1 can always continue power generation at the maximum efficiency, and can improve the output efficiency η.

【0049】実施例2.しかしながら、前述のように、
図8内の中間回転数領域Z2において、第2の巻線仕様
(一点鎖線)を選択すると、第1の巻線仕様(実線)よ
りも全負荷時の出力効率ηは向上(η2>η1)するが
出力電流Iosは低下(Io2<Io1)する。
Embodiment 2 FIG. However, as mentioned above,
When the second winding specification (dashed line) is selected in the intermediate rotation speed region Z2 in FIG. 8, the output efficiency η at full load is higher than that of the first winding specification (solid line) (η2> η1). However, the output current Ios decreases (Io2 <Io1).

【0050】したがって、高効率の第2の巻線仕様(一
点鎖線)が選択される中間回転数領域Z2において、全
負荷時の出力電流Io2よりも大きいオルタネータ1の
出力電流Ioが要求された場合、オルタネータ1の給電
能力が不足し、安定した出力電圧Voを維持することが
できなくなる。これを防止するためには、中間回転数領
域Z2において全負荷時の出力電流Ios以上のオルタ
ネータ出力電流Ioを検出した場合に、オルタネータ1
の出力電流Ioの能力を増大させることが望ましい。
Therefore, when the output current Io of the alternator 1 is required to be larger than the output current Io2 at full load in the intermediate rotation speed region Z2 in which the high-efficiency second winding specification (dashed line) is selected. In addition, the power supply capacity of the alternator 1 becomes insufficient, and it becomes impossible to maintain a stable output voltage Vo. In order to prevent this, when the alternator output current Io that is equal to or more than the output current Ios at full load is detected in the intermediate rotation speed region Z2, the alternator 1
It is desirable to increase the capability of the output current Io.

【0051】図2はこの発明の実施例2(請求項2およ
び請求項5に対応)の概略を示す構成図、図3は図2内
の制御回路10の機能構成を示すブロック図である。各
図において、1、7〜9、11、12および14は前述
と同様のものである。また、10Bおよび13Bは制御
回路10Aおよび比較判定手段13Aに対応している。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a second embodiment (corresponding to claims 2 and 5) of the present invention, and FIG. 3 is a block diagram showing a functional configuration of the control circuit 10 in FIG. In each figure, 1, 7 to 9, 11, 12, and 14 are the same as those described above. 10B and 13B correspond to the control circuit 10A and the comparison / determination means 13A.

【0052】この場合、制御回路10Bは、効率クロス
ポイント設定手段14のみならず電流クロスポイント設
定手段12をも含み、負荷9の端子電圧VLを取り込ん
でいる。また、比較判定手段13Bは、オルタネータ回
転数Nと効率クロスポイント回転数Nηおよび電流クロ
スポイント回転数NIとの比較結果、並びに、負荷9の
端子電圧VLに基づいて、切替制御信号Coを生成する
ようになっている。
In this case, the control circuit 10B includes not only the efficiency crosspoint setting means 14 but also the current crosspoint setting means 12, and takes in the terminal voltage VL of the load 9. Further, the comparison determination unit 13B generates the switching control signal Co based on the comparison result between the alternator rotation speed N, the efficiency crosspoint rotation speed Nη, and the current crosspoint rotation speed NI, and the terminal voltage VL of the load 9. It has become.

【0053】以下、図6および図8を参照しながら、図
2および図3に示したこの発明の実施例2の動作につい
て説明する。まず、比較判定手段13Bは、オルタネー
タ回転数Nと各クロスポイント回転数NηおよびNIと
比較し、オルタネータ回転数Nが効率クロスポイント回
転数Nηと電流クロスポイント回転数NIとの間の中間
回転数領域Z2(Nη<N<NI)であるか否かを判定
する。
The operation of the second embodiment of the present invention shown in FIGS. 2 and 3 will be described below with reference to FIGS. First, the comparison determination means 13B compares the alternator rotation speed N with each of the crosspoint rotation speeds Nη and NI, and determines that the alternator rotation speed N is an intermediate rotation speed between the efficiency crosspoint rotation speed Nη and the current crosspoint rotation speed NI. It is determined whether or not the area Z2 (Nη <N <NI).

【0054】もし、オルタネータ回転数Nが中間回転数
領域Z2にあれば、このとき、第2の巻線仕様(一点鎖
線)が選択されているので、続いて、負荷9の端子電圧
VLが出力電圧Voから所定値(たとえば、0.3V程
度)以上低下したか否かを判定する。これにより、オル
タネータ1の出力電流Ioが全負荷時の出力電流Io2
よりも大きいか否かを判定する。
If the alternator rotation speed N is in the intermediate rotation speed region Z2, the second winding specification (dashed line) is selected at this time, and then the terminal voltage VL of the load 9 is output. It is determined whether or not the voltage Vo has dropped by a predetermined value (for example, about 0.3 V) or more. As a result, the output current Io of the alternator 1 becomes equal to the output current Io2 at full load.
It is determined whether it is greater than or equal to.

【0055】前述のように、オルタネータ1の出力電流
Ioは、バッテリ8および負荷9に流れる電流IBおよ
びILの総和であるから、バッテリ8の充電状態によっ
て影響される。したがって、負荷9に流れる電流ILと
全負荷時の出力電流Iosとを比較しても、オルタネー
タ1の効率向上のための適切な制御を実現することはで
きず、出力電流Ioと全負荷時の出力電流Iosとを比
較して巻線仕様を選択する必要がある。
As described above, the output current Io of the alternator 1 is the sum of the currents IB and IL flowing through the battery 8 and the load 9, and thus is affected by the state of charge of the battery 8. Therefore, even if the current IL flowing through the load 9 is compared with the output current Ios at full load, appropriate control for improving the efficiency of the alternator 1 cannot be realized, and the output current Io and the output current Ios at full load cannot be realized. It is necessary to select the winding specification by comparing with the output current Ios.

【0056】すなわち、オルタネータ回転数Nが中間回
転数領域Z2にあり、このとき第2の巻線仕様が選択さ
れていたとして、負荷9(または、バッテリ8)の端子
電圧VLが出力電圧Vo(たとえば、14.4V)から
所定値(0.3V程度)以上低下しているか否かを判定
する。もし、端子電圧VLが出力電圧Voよりも低けれ
ば、オルタネータ1の出力電流Ioが所定の出力電圧V
oを維持しつつ供給し得る全負荷時の出力電流Iosよ
りも大きいことを意味するので、所定値以上の電圧低下
の有無により、Io>Iosか否かを判定することがで
きる。
That is, assuming that the alternator rotation speed N is in the intermediate rotation speed region Z2 and the second winding specification is selected at this time, the terminal voltage VL of the load 9 (or the battery 8) is changed to the output voltage Vo ( For example, a determination is made as to whether the voltage has dropped from 14.4 V) by a predetermined value (about 0.3 V) or more. If the terminal voltage VL is lower than the output voltage Vo, the output current Io of the alternator 1
This means that the output current Ios is larger than the full load output current Ios that can be supplied while maintaining o, so it can be determined whether or not Io> Ios based on the presence or absence of a voltage drop of a predetermined value or more.

【0057】比較判定手段13Bは、負荷9の端子電圧
VLの低下によりオルタネータ1の出力電流Ioの超過
を判定した場合、全負荷時の出力電流IosがIo2よ
りも大きいことを判定し、オルタネータ1の出力電流I
o以上となる全負荷時の出力電流特性を有する他の巻線
仕様があれば、電機子巻線2および4の仕様を他の巻線
仕様(この場合、図8内の実線で示す第1の巻線仕様)
に切替えるための切替制御信号Coを生成する。
When the comparing and judging means 13B judges that the output current Io of the alternator 1 exceeds the output current Io due to the decrease of the terminal voltage VL of the load 9, it judges that the output current Ios at full load is larger than Io2. Output current I
If there is another winding specification having an output current characteristic at full load that is equal to or more than o, the specifications of the armature windings 2 and 4 are changed to other winding specifications (in this case, the first winding specification shown by a solid line in FIG. 8). Winding specifications)
To generate a switching control signal Co for switching to.

【0058】これにより、全負荷時の出力電流Iosの
能力が高くなり、負荷9およびバッテリ8に対して安定
した電力を供給することができる。なお、他の回転数領
域Z1およびZ3での巻線仕様選択動作、並びに、オル
タネータ1の出力電流Ioの超過が検出されない場合の
巻線仕様選択動作は前述と同様であり、出力効率ηの向
上を優先させることになる。
As a result, the capability of the output current Ios at the time of full load increases, and stable power can be supplied to the load 9 and the battery 8. The winding specification selecting operation in the other rotation speed regions Z1 and Z3 and the winding specification selecting operation when the output current Io of the alternator 1 is not detected to be excessive are the same as those described above, and the output efficiency η is improved. Will be given priority.

【0059】実施例3.また、上記実施例1および実施
例2では、2種類の巻線仕様を切替えるようにしたが、
選択切替手段を複数設けることにより、任意数の巻線仕
様に切替える構成とすることができる。したがって、上
記実施例2において、全負荷時の出力電流Iosがオル
タネータ1の出力電流Io以上となる巻線仕様が複数存
在する場合には、その中で出力効率ηが最大となる巻線
仕様を選択することが望ましい。
Embodiment 3 FIG. In the first and second embodiments, two types of winding specifications are switched.
By providing a plurality of selection switching means, it is possible to adopt a configuration for switching to an arbitrary number of winding specifications. Therefore, in the second embodiment, when there are a plurality of winding specifications in which the output current Ios at full load is equal to or more than the output current Io of the alternator 1, the winding specification in which the output efficiency η becomes the maximum is set. It is desirable to choose.

【0060】したがって、この発明の実施例3(請求項
3に対応)の場合、比較判定手段13B(図3参照)
は、中間回転数領域Z2において、全負荷時の出力電流
Iosがオルタネータ1の出力電流Io以上となる他の
巻線仕様が複数ある場合には、これらのうち、全負荷時
の出力効率ηが最大となる巻線仕様に切替えるための切
替制御信号Coを生成する。これにより、オルタネータ
1の出力電流Ioが超過した場合であっても、出力電流
Ioの能力を確保したうえで効率低下を最小限に抑制す
ることができる。
Therefore, in the case of the third embodiment (corresponding to claim 3) of the present invention, the comparison and judgment means 13B (see FIG. 3)
When there are a plurality of other winding specifications in which the output current Ios at full load is equal to or more than the output current Io of the alternator 1 in the intermediate rotation speed region Z2, among these, the output efficiency η at full load is A switching control signal Co for switching to the maximum winding specification is generated. Thereby, even if the output current Io of the alternator 1 exceeds, it is possible to secure the capability of the output current Io and suppress the decrease in efficiency to a minimum.

【0061】実施例4.また、上記実施例2および実施
例3では、全負荷時の出力電流Iosがオルタネータ1
の出力電流Io以上となる他の巻線仕様が必ず存在する
場合を想定したが、この条件を満たす他の巻線仕様が存
在しない場合には、できる限り出力電流Ioの確保を優
先させることが望ましい。
Embodiment 4 FIG. In the second and third embodiments, the output current Ios under full load is
It is assumed that there is always another winding specification that exceeds the output current Io, but if there is no other winding specification that satisfies this condition, priority should be given to securing the output current Io as much as possible. desirable.

【0062】したがって、この発明の実施例4(請求項
4に対応)の場合、比較判定手段13Bは、中間回転数
領域において、全負荷時の出力電流Iosがオルタネー
タ1の出力電流Io以上となる他の巻線仕様がない場合
には、全負荷時の出力電流Iosが最大となる巻線仕様
に切替えるための切替制御信号Coを生成する。これに
より、オルタネータ1の出力電流Ioが超過した場合で
あっても、出力電流Ioの能力不足を最小限に抑制する
ことができる。
Therefore, in the case of the fourth embodiment of the present invention (corresponding to claim 4), the comparison / determination means 13B makes the output current Ios at full load greater than or equal to the output current Io of the alternator 1 in the intermediate speed range. If there is no other winding specification, a switching control signal Co for switching to the winding specification that maximizes the output current Ios at full load is generated. Thereby, even if the output current Io of the alternator 1 exceeds, it is possible to minimize the insufficiency of the output current Io.

【0063】実施例5.また、上記実施例2〜実施例4
では、オルタネータ1の出力電流Ioの超過を判定する
ために、負荷9の端子電圧VLを検出したが、他のパラ
メータたとえばオルタネータ1に接続されたレギュレー
タ7の界磁電流制御端子Fの出力信号(界磁電流Ifの
デューティに対応)を検出してもよい。
Embodiment 5 FIG. Further, the above-described Embodiments 2 to 4
In the above, the terminal voltage VL of the load 9 is detected in order to determine whether the output current Io of the alternator 1 is exceeded. (Corresponding to the duty of the field current If).

【0064】図4はこの発明の実施例5(請求項6に対
応)による制御回路の機能構成を示すブロック図であ
り、1、7、11、12および14は前述と同様のもの
である。また、10Cおよび13Cは、制御回路13B
および比較判定手段13Bにそれぞれ対応している。
FIG. 4 is a block diagram showing a functional configuration of a control circuit according to a fifth embodiment (corresponding to claim 6) of the present invention, wherein 1, 7, 11, 12 and 14 are the same as those described above. 10C and 13C are control circuits 13B
And the comparison determination means 13B.

【0065】この場合、制御回路10Cは、レギュレー
タ7の界磁電流制御端子Fの出力信号から界磁電流If
のデューティDを検出するデューティ検出手段15を含
む。また、比較判定手段13Cは、オルタネータ回転数
N、界磁電流IfのデューティD、効率クロスポイント
回転数Nηおよび電流クロスポイント回転数NIを取り
込み、切替制御信号Coをするようになっている。
In this case, the control circuit 10 C determines the field current If from the output signal of the field current control terminal F of the regulator 7.
And a duty detecting means 15 for detecting the duty D of the control signal. Further, the comparison determination means 13C takes in the alternator rotation speed N, the duty D of the field current If, the efficiency crosspoint rotation speed Nη, and the current crosspoint rotation speed NI, and performs a switching control signal Co.

【0066】比較判定手段13Cは、界磁電流制御端子
Fの出力信号に基づくデューティDを比較判定し、界磁
電流IfのデューティDが最大デューティ値(100
%)を示すときに、オルタネータ1の出力電流Ioが全
負荷時の出力電流Iosよりも大きいと判定する。これ
により、前述と同様に、出力電流Ioを優先する切替制
御信号Coを出力し、オルタネータ1内の電機子巻線2
および4の仕様は、たとえば第1の巻線仕様(図8内の
実線)に切替えられる。
The comparison / determination means 13C compares and determines the duty D based on the output signal of the field current control terminal F, and determines that the duty D of the field current If is the maximum duty value (100%).
%), It is determined that the output current Io of the alternator 1 is larger than the output current Ios at full load. As a result, the switching control signal Co for giving priority to the output current Io is output as described above, and the armature winding 2 in the alternator 1 is output.
And 4 are switched to, for example, the first winding specification (solid line in FIG. 8).

【0067】したがって、この発明の実施例5によれ
ば、実施例2の場合と同様に、巻線仕様の切替タイミン
グを確実に判定することができ、オルタネータ1の出力
電流Ioを確保することができる。
Therefore, according to the fifth embodiment of the present invention, similarly to the second embodiment, the switching timing of the winding specification can be reliably determined, and the output current Io of the alternator 1 can be secured. it can.

【0068】実施例6.なお、上記各実施例1〜実施例
5では、図6に示した構成のオルタネータ1を例にと
り、選択切替手段としてサイリスタSCRを用いたが、
前述した通り、オルタネータ1の構成は任意にのものを
適用することができ、また、選択切替手段としては、ト
ランジスタまたはリレー等の任意のものを適用すること
ができ、いずれの場合においても、上記実施例と同等の
作用効果を奏することは言うまでもない。
Embodiment 6 FIG. In each of the first to fifth embodiments, the thyristor SCR is used as the selection switching means, taking the alternator 1 having the configuration shown in FIG. 6 as an example.
As described above, any configuration of the alternator 1 can be applied, and any selection switching means such as a transistor or a relay can be applied. It goes without saying that the same operation and effect as those of the embodiment are obtained.

【0069】[0069]

【発明の効果】以上のようにこの発明の請求項1によれ
ば、固定子に設けられた電機子巻線および回転子に設け
られた界磁巻線を有し、電機子巻線からの出力電流を整
流して負荷に供給するオルタネータと、界磁巻線に流れ
る界磁電流を制御してオルタネータの出力電圧を所定電
圧に調整するレギュレータと、電機子巻線の仕様を互い
に異なる複数の巻線仕様に切替える選択切替手段と、オ
ルタネータの回転数に応じて選択切替手段を動作させる
制御回路とを備えた車両用発電機において、制御回路
は、各巻線仕様でのオルタネータ回転数に対する全負荷
時の出力効率の各特性曲線の効率クロスポイント回転数
を設定する効率クロスポイント設定手段と、オルタネー
タ回転数と効率クロスポイント回転数との比較結果に基
づいて、オルタネータの全負荷時の出力効率が最大とな
るように、選択切替手段に対する切替制御信号を生成す
る比較判定手段とを含み、常に最大効率となるように電
機子巻線の仕様を切替えるようにしたので、出力効率を
最大限に向上させた車両用発電機が得られる効果があ
る。
As described above, according to the first aspect of the present invention, there are provided the armature winding provided on the stator and the field winding provided on the rotor, and An alternator that rectifies the output current and supplies it to the load, a regulator that controls the field current flowing through the field winding to adjust the output voltage of the alternator to a predetermined voltage, and a plurality of armature windings having different specifications. In a vehicle generator including a selection switching means for switching to a winding specification and a control circuit for operating the selection switching means in accordance with the rotation speed of the alternator, the control circuit includes a full load for the alternator rotation speed for each winding specification. Based on the result of comparison between the alternator rotation speed and the efficiency cross point rotation speed, and an efficiency cross point setting means for setting the efficiency cross point rotation speed of each characteristic curve of the output efficiency at the time. And a comparison / judgment means for generating a switching control signal for the selection switching means so that the output efficiency at the time of full load is maximized, so that the specification of the armature winding is always switched so that the efficiency is maximized. In addition, there is an effect that a vehicular generator with the maximum output efficiency is obtained.

【0070】また、この発明の請求項2によれば、請求
項1において、制御回路は、各巻線仕様でのオルタネー
タ回転数に対する全負荷時の出力電流の各特性曲線の電
流クロスポイント回転数を設定する電流クロスポイント
設定手段を含み、比較判定手段は、オルタネータ回転数
と効率クロスポイント回転数および電流クロスポイント
回転数とを比較し、オルタネータ回転数が効率クロスポ
イント回転数と電流クロスポイント回転数との間の中間
回転数領域にあって、且つ、オルタネータの出力電流が
全負荷時の出力電流よりも大きい場合に、オルタネータ
の出力電流以上となる全負荷時の出力電流特性を有する
他の巻線仕様があれば、電機子巻線の仕様を他の巻線仕
様に切替えるための切替制御信号を生成するようにした
ので、常に最大効率となるように電機子巻線仕様を切替
えるとともに、出力電流の不足を防止した車両用発電機
が得られる効果がある。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the control circuit determines the current crosspoint rotation speed of each characteristic curve of the output current at full load with respect to the alternator rotation speed in each winding specification. A current crosspoint setting means for setting, the comparing / determining means comparing the alternator rotation speed with the efficiency crosspoint rotation speed and the current crosspoint rotation speed, and determining whether the alternator rotation speed is the efficiency crosspoint rotation speed and the current crosspoint rotation speed. When the output current of the alternator is larger than the output current at full load, the output current of the alternator is equal to or greater than the output current of the alternator. If there is a wire specification, a switching control signal for switching the armature winding specification to another winding specification is generated, so the maximum With switching the armature windings specifications so that the generator for a vehicle which prevents the shortage of the output current is the effect obtained.

【0071】また、この発明の請求項3によれば、請求
項2において、比較判定手段は、他の巻線仕様が複数あ
る場合には、他の巻線仕様のうち全負荷時の出力効率が
最大となる巻線仕様に切替えるようにしたので、出力電
流の不足を防止するとともに効率の低下を最小限に抑制
した車両用発電機が得られる効果がある。
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, when there are a plurality of other winding specifications, the output efficiency at full load among the other winding specifications is determined. Is switched to the maximum winding specification, so that there is an effect that it is possible to obtain a vehicular generator in which the shortage of output current is prevented and the decrease in efficiency is minimized.

【0072】また、この発明の請求項4によれば、請求
項2において、比較判定手段は、他の巻線仕様がない場
合には、中間回転数領域内のオルタネータ回転数におい
て全負荷時の出力電流が最大となる巻線仕様に切替える
ようにしたので、出力効率を最大限に向上させるととも
に、出力電流の不足を最小限に抑制した車両用発電機が
得られる効果がある。
According to a fourth aspect of the present invention, in the second aspect, when there is no other winding specification, the comparison / determination means determines whether the alternator rotation speed in the intermediate rotation speed region at full load is sufficient. Since the switching is made to the winding specification in which the output current is maximized, there is an effect that the output efficiency can be maximized and a vehicle generator in which the shortage of the output current is minimized can be obtained.

【0073】また、この発明の請求項5によれば、請求
項2から請求項4までのいずれかにおいて、比較判定手
段は、負荷の端子電圧が所定値以上低下したときに、オ
ルタネータの出力電流が全負荷時の出力電流よりも大き
いと判定するようにしたので、オルタネータの出力電流
超過時の巻線仕様切替タイミングを確実に検出すること
のできる車両用発電機が得られる効果がある。
According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the second to fourth aspects, when the terminal voltage of the load decreases by a predetermined value or more, the output current of the alternator is reduced. Is determined to be larger than the output current at the time of full load, so that there is an effect that a vehicle generator capable of reliably detecting the winding specification switching timing when the output current of the alternator is exceeded is obtained.

【0074】また、この発明の請求項6によれば、請求
項2から請求項4までのいずれかにおいて、比較判定手
段は、界磁電流のデューティが最大デューティ値を示す
ときに、オルタネータの出力電流が全負荷時の出力電流
よりも大きいと判定するようにしたので、オルタネータ
の出力電流超過時の巻線仕様切替タイミングを確実に検
出することのできる車両用発電機が得られる効果があ
る。
According to a sixth aspect of the present invention, in any one of the second to fourth aspects, when the duty of the field current indicates the maximum duty value, the output of the alternator is determined. Since it is determined that the current is larger than the output current at the time of full load, there is an effect that a vehicle generator capable of reliably detecting the winding specification switching timing when the output current of the alternator is exceeded is obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の実施例1(請求項1)による制御回
路の機能構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a functional configuration of a control circuit according to a first embodiment (claim 1) of the present invention;

【図2】この発明の実施例2(請求項2および請求項
5)の概略を示す構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram schematically showing a second embodiment (claims 2 and 5) of the present invention.

【図3】図2内の制御回路の機能構成を示すブロック図
である。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a functional configuration of a control circuit in FIG. 2;

【図4】この発明の実施例5(請求項6)による制御回
路の機能構成を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a functional configuration of a control circuit according to a fifth embodiment (claim 6) of the present invention;

【図5】従来の車両用発電機の概略を示す構成図であ
る。
FIG. 5 is a configuration diagram schematically showing a conventional vehicle generator.

【図6】一般的なオルタネータ周辺の構成を示す回路図
である。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration around a general alternator.

【図7】図5内の制御回路の機能構成を示すブロック図
である。
FIG. 7 is a block diagram illustrating a functional configuration of a control circuit in FIG. 5;

【図8】一般的なオルタネータ回転数に対するオルタネ
ータの全負荷時の出力電流および出力効率の特性曲線を
示す特性図である。
FIG. 8 is a characteristic diagram showing characteristic curves of output current and output efficiency at full load of the alternator with respect to a general alternator rotation speed.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 オルタネータ 2、4 電機子巻線 6 界磁巻線 7 レギュレータ 9 負荷 10A、10B、10C 制御回路 12 電流クロスポイント設定手段 13A、13B、13C 比較判定手段 14 効率クロスポイント設定手段 Co 切替制御信号 D 界磁電流のデューティ F 界磁電流制御端子 If 界磁電流 Io 出力電流 Ios 全負荷時の出力電流 Io1、Io2 全負荷時の電流特性曲線 N オルタネータ回転数 Nη 効率クロスポイント回転数 NI 電流クロスポイント回転数 SCR サイリスタ(選択切替手段) Vo 出力電圧 VL 負荷の端子電圧 Z2 中間回転数領域 η 出力効率 η1、η2 全負荷時の効率特性曲線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Alternator 2, 4 Armature winding 6 Field winding 7 Regulator 9 Load 10A, 10B, 10C Control circuit 12 Current crosspoint setting means 13A, 13B, 13C Comparison judgment means 14 Efficiency crosspoint setting means Co switching control signal D Field current duty F Field current control terminal If Field current Io Output current Ios Output current at full load Io1, Io2 Current characteristic curve at full load N Alternator rotation speed Nη Efficiency crosspoint rotation speed NI Current crosspoint rotation Number SCR Thyristor (selection switching means) Vo Output voltage VL Load terminal voltage Z2 Intermediate speed region η Output efficiency η1, η2 Efficiency characteristic curve at full load

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 固定子に設けられた電機子巻線および回
転子に設けられた界磁巻線を有し、前記電機子巻線から
の出力電流を整流して負荷に供給するオルタネータと、 前記界磁巻線に流れる界磁電流を制御して前記オルタネ
ータの出力電圧を所定電圧に調整するレギュレータと、 前記電機子巻線の仕様を互いに異なる複数の巻線仕様に
切替える選択切替手段と、 前記オルタネータの回転数に応じて前記選択切替手段を
動作させる制御回路とを備えた車両用発電機において、 前記制御回路は、 前記各巻線仕様での前記オルタネータ回転数に対する全
負荷時の出力効率の各特性曲線の効率クロスポイント回
転数を設定する効率クロスポイント設定手段と、 前記オルタネータ回転数と前記効率クロスポイント回転
数との比較結果に基づいて、前記オルタネータの全負荷
時の出力効率が最大となるように、前記選択切替手段に
対する切替制御信号を生成する比較判定手段とを含むこ
とを特徴とする車両用発電機。
An alternator having an armature winding provided on a stator and a field winding provided on a rotor, and rectifying an output current from the armature winding and supplying the rectified current to a load; A regulator that controls a field current flowing through the field winding to adjust the output voltage of the alternator to a predetermined voltage; and a selection switching unit that switches the specification of the armature winding to a plurality of different winding specifications. A control circuit for operating the selection switching means in accordance with the rotation speed of the alternator, wherein the control circuit is configured to output power at full load with respect to the alternator rotation speed in each winding specification. An efficiency cross point setting means for setting an efficiency cross point rotation speed of each characteristic curve, and based on a comparison result between the alternator rotation speed and the efficiency cross point rotation speed, A vehicular generator comprising: comparison determination means for generating a switching control signal for the selection switching means so that the output efficiency of the alternator at full load is maximized.
【請求項2】 前記制御回路は、前記各巻線仕様での前
記オルタネータ回転数に対する全負荷時の出力電流の各
特性曲線の電流クロスポイント回転数を設定する電流ク
ロスポイント設定手段を含み、 前記比較判定手段は、 前記オルタネータ回転数と前記効率クロスポイント回転
数および前記電流クロスポイント回転数とを比較し、 前記オルタネータ回転数が前記効率クロスポイント回転
数と前記電流クロスポイント回転数との間の中間回転数
領域にあって、且つ、前記オルタネータの出力電流が全
負荷時の出力電流よりも大きい場合に、前記オルタネー
タの出力電流以上となる全負荷時の出力電流特性を有す
る他の巻線仕様があれば、前記電機子巻線の仕様を前記
他の巻線仕様に切替えるための切替制御信号を生成する
ことを特徴とする請求項1の車両用発電機。
2. The control circuit includes a current crosspoint setting unit that sets a current crosspoint rotation speed of each characteristic curve of an output current at full load with respect to the alternator rotation speed in each winding specification. The determining means compares the alternator rotation speed with the efficiency crosspoint rotation speed and the current crosspoint rotation speed, and the alternator rotation speed is an intermediate value between the efficiency crosspoint rotation speed and the current crosspoint rotation speed. When the output current of the alternator is higher than the output current of the alternator in a rotation speed region and is larger than the output current of the alternator, another winding specification having an output current characteristic at the full load that is equal to or more than the output current of the alternator is used. If so, a switching control signal for switching the specification of the armature winding to the specification of the other winding is generated. Item 4. A vehicle generator according to item 1.
【請求項3】 前記比較判定手段は、前記他の巻線仕様
が複数ある場合には、前記他の巻線仕様のうち全負荷時
の出力効率が最大となる巻線仕様に切替えることを特徴
とする請求項2の車両用発電機。
3. When there are a plurality of other winding specifications, the comparing and judging means switches to a winding specification that maximizes output efficiency at full load among the other winding specifications. The vehicle generator according to claim 2, wherein
【請求項4】 前記比較判定手段は、前記他の巻線仕様
がない場合には、前記中間回転数領域において全負荷時
の出力電流が最大となる巻線仕様に切替えることを特徴
とする請求項2の車両用発電機。
4. The method according to claim 1, wherein the comparing and judging means switches to a winding specification that maximizes an output current at the time of full load in the intermediate rotation speed region when the other winding specification does not exist. Item 4. A vehicle generator according to Item 2.
【請求項5】 前記比較判定手段は、前記負荷の端子電
圧が所定値以上低下したときに、前記オルタネータの出
力電流が全負荷時の出力電流よりも大きいと判定するこ
とを特徴とする請求項2から請求項4までのいずれかの
車両用発電機。
5. The method according to claim 1, wherein the comparing and judging means judges that the output current of the alternator is larger than the output current at full load when the terminal voltage of the load drops by a predetermined value or more. The vehicle generator according to any one of claims 2 to 4.
【請求項6】 前記比較判定手段は、前記界磁電流のデ
ューティが最大デューティ値を示すときに、前記オルタ
ネータの出力電流が全負荷時の出力電流よりも大きいと
判定することを特徴とする請求項2から請求項4までの
いずれかの車両用発電機。
6. The method according to claim 1, wherein the comparing and judging means judges that the output current of the alternator is larger than the output current at full load when the duty of the field current indicates a maximum duty value. The vehicle generator according to any one of claims 2 to 4.
JP5319747A 1993-12-20 1993-12-20 Vehicle generator Expired - Fee Related JP2866293B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5319747A JP2866293B2 (en) 1993-12-20 1993-12-20 Vehicle generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5319747A JP2866293B2 (en) 1993-12-20 1993-12-20 Vehicle generator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH07177679A JPH07177679A (en) 1995-07-14
JP2866293B2 true JP2866293B2 (en) 1999-03-08

Family

ID=18113721

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5319747A Expired - Fee Related JP2866293B2 (en) 1993-12-20 1993-12-20 Vehicle generator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2866293B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH07177679A (en) 1995-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3099405B2 (en) Power supply for vehicles
US4686442A (en) Dual voltage electrical system
JP3465454B2 (en) Power generator
US6771040B2 (en) Control apparatus and control method of on-vehicle dynamo-electric machine
US7227340B2 (en) Alternator rectifier with coil-sensor controlled MOSFETs
JPH05252747A (en) Voltage regulator
US7535203B2 (en) Alternator
US8736233B2 (en) Power source device
US5642021A (en) Method and system for controlling an alternator to optimize direct current output
US8497664B2 (en) High efficiency multi-phase generator
US6304056B1 (en) Pulsed charge power delivery circuit for a vehicle having a combined starter/alternator
US4383215A (en) Direct-current, self-contained, mobile power supply system
JP2866293B2 (en) Vehicle generator
US6359800B1 (en) Direct current electric power generation system with variable speed alternating current generators
JP4254544B2 (en) Battery charger
JPH06292329A (en) Alternator output controller for vehicle
US7276882B2 (en) Regulator control circuit and method
JP2000503839A (en) Method of operating a generator and a circuit for performing the method
JP4172094B2 (en) Alternator system
JP3681050B2 (en) Power supply using a magnet generator
JP3061700B2 (en) Power generator for vehicles
US6906480B2 (en) Regulator control circuit and method
JP3577174B2 (en) Battery charger
JP2545862B2 (en) Power generation control device for vehicle alternator
JP2008148498A (en) Power for low voltage and large current motor

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071218

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081218

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091218

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091218

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101218

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111218

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111218

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121218

Year of fee payment: 14

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121218

Year of fee payment: 14

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131218

Year of fee payment: 15

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees