JP2884735B2

JP2884735B2 - 車両用電源装置

Info

Publication number: JP2884735B2
Application number: JP20423590A
Authority: JP
Inventors: 孝史鳥井; 伊藤　　嘉浩; 俊樹人見
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1990-07-31
Filing date: 1990-07-31
Publication date: 1999-04-19
Anticipated expiration: 2014-04-19
Also published as: JPH0488844A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、蓄電池に電力を供給するとともに、発電機
の発生する交流電流を昇圧して、蓄電池に供給する電圧
より高い電圧によって作動する負荷へも電力を供給する
車両用電源装置に関する。

［従来の技術］従来技術として、実開昭55−178246号公報に開示され
た技術が知られている。

この技術は、発電機の発生する電力を、蓄電池の電圧
系（低電圧系）と、蓄電池よりも高い電圧系（高電圧
系）とに供給するもので、発電機の発電量は、蓄電池の
電圧値が常に適切な範囲内になるように、蓄電池の電圧
値に応じて励磁コイルの通電量が制御されている。

［発明が解決しようとする課題］発電機の発電量は、蓄電池の電圧値に応じて制御され
ているため、高電圧系に供給される電力は、低電圧系の
状態に大きく左右される。つまり、従来の高電圧系は、
安定した電力を得ることができなかった。

本発明の目的は、蓄電池の電圧値に応じて励磁コイル
の通電を制御するとともに、高電圧系にも安定して大き
な電力を供給することのできる車両用電源装置の提供に
ある。

［課題を解決するための手段］上記の目的を達成するために、車両用電源装置は、エ
ンジンによって回転駆動され、供給される電流量に応じ
て電機子コイルの発生する電力を調節する励磁コイルか
らなる発電機と、前記電機子コイルの発生する交流電流
を直流電流に変換する整流装置と、この整流装置で整流
された直流電圧によって充電される蓄電池と、この蓄電
池に充電された電圧によって作動する第１電気負荷と、
前記電機子コイルの発生する交流電圧を昇圧する昇圧手
段と、この昇圧手段によって昇圧された交流電圧、ある
いはこの交流電圧を整流した直流電圧によって作動する
第２電気負荷と、前記蓄電池の電圧値に応じて前記励磁
コイルの通電を制御する励磁コイル制御回路と、この励
磁コイル制御回路が前記励磁コイルの通電を抑制状態、
前記第２電気負荷の作動状態、および前記第２電気負荷
への供給電力を検出し、前記励磁コイルの通電が抑制さ
れ、前記第２電気負荷が作動し、かつ前記第２電気負荷
への供給電力が不足する際に、前記励磁コイルの回転速
度を低下させる回転制御回路とを具備する技術的手段を
採用する。

なお、励磁コイルの回転速度を低下させる技術の一例
として、例えばエンジンの回転速度を低下させたり、励
磁コイルを駆動する動力の伝達部分に回転速度を低下さ
せる減速機構を設けて、減速機構によって励磁コイルの
回転速度を変化させるなどの技術がある。

［作用］励磁コイル制御回路が励磁コイルの通電を抑制してい
るときは、励磁コイルの回転速度を低下させると、励磁
コイルの通電電流が増大する。

このため、回転制御回路は、励磁コイルの通電が抑制
され、第２電気負荷が作動し、かつ第２電気負荷への供
給電力が不足する際は、励磁コイルの回転速度を低下さ
せる。すると、電機子コイルが第１電気負荷へ供給する
電流値が一定でも、発電力が増大する。この結果、高電
圧系に効率良く電力を供給する。

［発明の効果］上記の構成に示したように、本発明の車両用電源装置
は、励磁コイル制御回路によって励磁コイルの通電が抑
制されている状態でも、高電圧系に効率良く電力を供給
するため、従来に比較して、高電圧系にも安定して大き
な電力を供給することができる。

［実施例］次に、本発明の車両用電源装置を、図に示す一実施例
に基づき説明する。

（実施例の構成）第１図は車両用電源装置の電気回路図、第２図は制御
回路の電気回路図である。

車両用電源装置１は、発電機２の発生した電力を、第
１電気負荷３や蓄電池４の接続された低電圧系と、第２
電気負荷５が接続された高電圧系とに出力する。なお、
第１電気負荷３は、例えば照明装置類、ラジオなどのオ
ーディオ類、スタータ、空気調和装置類、ワイパーな
ど、約12Vまたは約24Vの電圧で作動する電装品である。
また、第２電気負荷５は、例えば車両のフロントガラス
に蒸着された透明抵抗体で、高電圧、大電力で駆動され
て、フロントガラスに付着した雪や霜を溶かすものであ
る。

発電機２は、エンジン（図示しない）によって回転駆
動される励磁コイル６と、Ｙ結線あるいはΔ結線した３
相の電機子コイル（図示しない）とからなり、励磁コイ
ル６の回転速度および通電量に応じた交流の起電力を発
生する。なお、励磁コイル６の回転速度は、プーリ比に
よって例えばエンジン回転速度の２〜３倍に増速されて
いる。

電機子コイルの発生した交流電流の一部は、発電機２
内に内蔵された第１整流装置（図示しない）によって直
流電流に変換されて第１電気負荷３や蓄電池４、励磁コ
イル６に供給される。

また、電機子コイルの発生した交流電流は、第１整流
装置以外の昇圧手段８にも出力される。昇圧手段８は、
電機子コイルの発生した交流電圧を高電圧に昇圧する変
圧器である。昇圧手段８で昇圧された交流電圧は、第２
整流装置９によって直流電流に変換され、リレースイッ
チ10の開閉状態に応じて第２電気負荷５へ供給、停止さ
れる。

このリレースイッチ10の開閉を行うリレーコイル11
は、低電圧系に接続され、車両乗員に手動操作される操
作スイッチ12の開閉によって、ON−OFFする。

発電機２の発電量、つまり電機子コイルの発電量は、
励磁コイル６の通電量によって抑制される。この励磁コ
イル６の通電制御は、励磁コイル制御回路13によってな
される。励磁コイル制御回路13は、蓄電池４の電圧値に
応じて励磁コイル６の通電制御を行うもので、蓄電池４
の電圧が所定電圧以下に低下したときに、励磁コイル６
を通電し、蓄電池４の電圧が所定電圧よりも高いとき
に、励磁コイル６の通電を停止する。励磁コイル制御回
路13の具体的な構成を第２図に示す。励磁コイル制御回
路13は、スイッチング素子であるトランジスタ15の作動
によって励磁コイルの通電量を制御するもので、このト
ランジスタ15は、ベースに接続された第１比較器16の出
力によって作動が制御される。第１比較器16は、蓄電池
４の電圧値を検出し、電圧値が所定電圧以下となるとHi
の出力を発生し、励磁コイル６を通電するものである。

なお、励磁コイル６に並列接続された符号17はフライ
ホイールダイオード、励磁コイル制御回路13に用いられ
た符号18〜21は抵抗体、符号22はツェナーダイオードで
ある。また、符号23は励磁コイル６に接続される端子、
符号24はアースに接続される端子、符号25は蓄電池４に
接続される端子である。

一方、車両用電源装置１は、回転制御回路26が設けら
れている。本実施例の回転制御回路26は、励磁コイル６
の通電が抑制され、第２電気負荷５が作動し、かつ第２
電気負荷５への供給電力が不足する際に、エンジンの回
転速度を低下させて励磁コイル６の回転速度を低下させ
るもので、車両走行中にエンジンの回転速度が変化しな
いように車速が０の時に作動するように設けられてい
る。

回転制御回路26の具体的な構成を第２図に示す。回転
制御回路26は、励磁コイル６の通電の抑制状態を検出す
る抑制状態検出手段と、第２電気負荷５の作動状態を検
出する動作検出手段と、第２電気負荷５への供給電力を
検出する電力供給手段とを備える。

抑制状態検出手段は、励磁コイル６とトランジスタ15
との間の電圧を検出して励磁コイル６の通電状態を検出
する第２比較器27で、励磁コイル６の通電割合が低くな
ると第２比較器27がHiの信号をアンド回路28に出力す
る。

動作検出手段は、操作スイッチ12のON−OFF状態を検
出するリード線29で、アンド回路28に入力されている。

電力検出手段は、第２電気負荷５に供給される電圧を
検出することによって第２電気負荷５への電力の供給状
態を検出する第３比較器30で、第３比較器30に印加され
る電圧が所定電圧以下に低下するとHiの信号をアンド回
路28に出力する。

この結果、アンド回路28は、励磁コイル６の通電が抑
制され、第２電気負荷５が作動し、かつ第２電気負荷５
への供給電力が不足する際に、Hiの信号を出力する。ア
ンド回路28の出力は、エンジン制御回路31へ出力され
る。エンジン制御回路31は、図示しない車速センサを備
え、車速が０の時で、かつアンド回路28の出力がHiの
時、エンジンの回転速度を低下させるものである。

なお、図中に示す符号32〜39は抵抗体、符号40はコン
デンサを示す。また、符号41は励磁コイル６に接続され
る端子、符号42は電源に接続される端子、符号43はアー
スに接続される端子、符号44は操作スイッチ12に接続さ
れる端子、符号45は第２電気負荷５の印加電圧に検出す
る端子、符号46はエンジン制御回路31に接続される端子
である。

（実施例の作動）次に、上記実施例の作動を簡単に説明する。

操作スイッチ12がONされた状態で、車両速度が０とな
り、アイドルアップが作動してエンジンのアイドル回転
速度が上昇し、励磁コイル６の回転速度が例えば4000rp
mであったとする。

このとき、蓄電池４の電圧値が所定値よりも高いと、
第１比較器16の出力がLowになり、トランジスタ15がOFF
して励磁コイル６の通電が抑制される。

すると、第２比較器27の出力がHiとなる。このとき、
操作スイッチ12がONされている。さらに、第２電気負荷
５への供給電力が不足して第２電気負荷５の電圧値が所
定電圧値以下に低下していると、第３比較器30の出力が
Hiとなる。すると、アンド回路28がHiの出力を発生す
る。

これは、第３図に示すように、第１電気負荷３へ供給
される直流出力電流値Ｉが10Aであるとすると、励磁コ
イル６の回転速度が3000rpm以上であることを意味す
る。そして、アンド回路28の出力するHiの出力信号は、
エンジン制御回路31に出力されて、エンジンの回転速度
を低下させる。すると第３図に示すように、第２電気負
荷５への供給電力が上昇する。そして、第２電気負荷５
に印加される電圧値が所定電圧に達すると、アンド回路
28の出力はLowに反転する。

そして、再びエンジン回転速度が上昇して第２電気負
荷５へ印加される電圧値が所定電圧値以下に低下すると
再び回転速度を低下させ、再び第２電気負荷５へ供給さ
れる電力を増大させる。

（実施例の効果）本実施例の車両用電源装置１は、上記のように作動で
示したように、励磁コイル制御回路13によって、励磁コ
イル６の通電が抑制されている状態では、エンジン回転
速度の減速および増速を繰り返し、第２電気負荷５へ大
きな電力を安定して供給することができる。

（変形例）本実施例では第２電気負荷の一例として、フロントガ
ラスに蒸着した透明電極を示したが、例えば車室内に吹
き出す空気を加熱する電気ヒータや、空気調和装置や寒
冷地においてエンジン吸入空気を加熱する電気ヒータな
ど、大きな電力を使用する電気負荷に適用しても良い。
また、第２電気負荷の使用電力を可変するように設けた
り、第２電気負荷を複数設けても良い。

発電機の発電した交流電流を第２整流装置で直流電流
に変換した後に第２電気負荷へ供給した例を示したが、
使用する第２電気負荷によっては、整流することなく交
流のまま印加しても良い。

制御回路を比較器やロジック回路を用いて構成した例
を示したが、マイクロコンピュータを使用するなど、他
の回路構成でも良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は車両用電源装置の電気回路図、第２図は制御回
路の電気回路図、第３図は励磁コイルの通電が抑制され
た状態における励磁コイルの回転速度と発電能力との関
係を示したグラフである。図中１……車両用電源装置、２……発電機、３……第
１電気負荷、４……蓄電池、５……第２電気負荷、６…
…励磁コイル、８……昇圧手段、13……励磁コイル制御
回路、26……回転制御回路

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）エンジンによって回転駆動され、供
給される電流量に応じて電機子コイルの発生する電力を
調節する励磁コイルからなる発電機と、（ｂ）前記電機子コイルの発生する交流電流を直流電流
に変換する整流装置と、（ｃ）この整流装置で整流された直流電圧によって充電
される蓄電池と、（ｄ）この蓄電池に充電された電圧によって作動する第
１電気負荷と、（ｅ）前記電機子コイルの発生する交流電圧を昇圧する
昇圧手段と、（ｆ）この昇圧手段によって昇圧された交流電圧、あるいはこの交流電圧を整流した直流電圧によって作動
する第２電気負荷と、（ｇ）前記蓄電池の電圧値に応じて前記励磁コイルの通
電を制御する励磁コイル制御回路と、（ｈ）この励磁コイル制御回路による前記励磁コイルの
通電の抑制状態、前記第２電気負荷の作動状態、および
前記第２電気負荷への供給電力を検出し、前記励磁コイルの通電が抑制され、前記第２電気負荷が
作動し、かつ前記第２電気負荷への供給電力が不足する
際に、前記励磁コイルの回転速度を低下させる回転制御
回路とを具備する車両用電源装置。