JP2943319B2 - 車両用始動充電装置 - Google Patents
車両用始動充電装置Info
- Publication number
- JP2943319B2 JP2943319B2 JP2316326A JP31632690A JP2943319B2 JP 2943319 B2 JP2943319 B2 JP 2943319B2 JP 2316326 A JP2316326 A JP 2316326A JP 31632690 A JP31632690 A JP 31632690A JP 2943319 B2 JP2943319 B2 JP 2943319B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- low
- winding
- engine
- voltage winding
- 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 - Lifetime
Links
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、車両用始動充電装置に関する。
従来より、車両用の始動電動機兼発電機として用いら
れる車両用始動充電装置が提案されている。
れる車両用始動充電装置が提案されている。
この装置は、電機子に巻装された三相巻線とバッテリ
とを接続する交直可逆電力変換器を有し、この交直逆電
力変換器は、三相全波整流器を構成して三相巻線から出
力される三相交流電圧を全波整流してバッテリを充電す
る複数のダイオードと、各ダイオードの両端を所定タイ
ミングで短絡してバッテリから上記三相巻線に始動用の
三相交流電流を供給する複数のパワートランジスタ（す
なわち、インバータ）とからなる。
とを接続する交直可逆電力変換器を有し、この交直逆電
力変換器は、三相全波整流器を構成して三相巻線から出
力される三相交流電圧を全波整流してバッテリを充電す
る複数のダイオードと、各ダイオードの両端を所定タイ
ミングで短絡してバッテリから上記三相巻線に始動用の
三相交流電流を供給する複数のパワートランジスタ（す
なわち、インバータ）とからなる。
「発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、上述した従来の車両用始動充電装置
は、実用化のために以下のような問題点を解決すること
を要望されている。
は、実用化のために以下のような問題点を解決すること
を要望されている。
すなわち、三相巻線に通電する始動電流が非常に大き
くなり、そのために大型のパワートランジスタを使用せ
ざるを得ず、それらの冷却にも充分に配慮せればならな
い。
くなり、そのために大型のパワートランジスタを使用せ
ざるを得ず、それらの冷却にも充分に配慮せればならな
い。
なお、三相巻線の定格を高電圧とすれば、パワートラ
ンジスタへの通電電流を減少してその小型化を図ること
ができるが、三相巻線と上記インバータとの間にトラン
スを増設する必要があり、回路構成の複雑化及び電力損
失の増大を招く。
ンジスタへの通電電流を減少してその小型化を図ること
ができるが、三相巻線と上記インバータとの間にトラン
スを増設する必要があり、回路構成の複雑化及び電力損
失の増大を招く。
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、パ
ワートランジスタの小型化を図るとともにエンジン始動
時の電力損失の低減が可能な車両用始動充電装置を提供
することを目的としている。
ワートランジスタの小型化を図るとともにエンジン始動
時の電力損失の低減が可能な車両用始動充電装置を提供
することを目的としている。
一方、この種の装置を駆動する往復式のエンジンは大
きなトルク変動を有し、このトルク変動を低減したいと
いう要望がある。このトルク変動低減のために、トルク
変動に合わせて上記した車両用始動充電装置の発電、電
動動作の切替を繰り返し、それによりトルク変動を低減
することが考えられる。しかしながらこの用途におい
て、上記発電、電動動作の切替に伴って電源電圧の変動
が大きくなるという問題点が生じ、更に、発電及び電動
の両方において大電流が流れるのでトランジスタの電力
損失が大きいという欠点がある。
きなトルク変動を有し、このトルク変動を低減したいと
いう要望がある。このトルク変動低減のために、トルク
変動に合わせて上記した車両用始動充電装置の発電、電
動動作の切替を繰り返し、それによりトルク変動を低減
することが考えられる。しかしながらこの用途におい
て、上記発電、電動動作の切替に伴って電源電圧の変動
が大きくなるという問題点が生じ、更に、発電及び電動
の両方において大電流が流れるのでトランジスタの電力
損失が大きいという欠点がある。
本明細書は、上記した第一の目的を達成するととも
に、このエンジントルク変動の低減が可能な車両用始動
充電装置もその実施例に開示する。
に、このエンジントルク変動の低減が可能な車両用始動
充電装置もその実施例に開示する。
本発明の車両用始動充電装置は、少巻数の低圧巻線及
び多巻線の高圧巻線が巻装される電機子を有しエンジン
に連結される回転機と、前記低圧巻線から出力される交
流電圧を整流する低圧整流器と、該低圧整流器により充
電される車両負荷駆動用バッテリと、前記高圧巻線及び
前記車両負荷駆動用バッテリの少なくとも一方により充
電されるエンジン始動用の高圧蓄電器と、前記高圧蓄電
器からの直流電流を交流電流に変換して前記高圧巻線に
供給する複数のトランジスタからなるインバータとを備
えることを特徴としている。
び多巻線の高圧巻線が巻装される電機子を有しエンジン
に連結される回転機と、前記低圧巻線から出力される交
流電圧を整流する低圧整流器と、該低圧整流器により充
電される車両負荷駆動用バッテリと、前記高圧巻線及び
前記車両負荷駆動用バッテリの少なくとも一方により充
電されるエンジン始動用の高圧蓄電器と、前記高圧蓄電
器からの直流電流を交流電流に変換して前記高圧巻線に
供給する複数のトランジスタからなるインバータとを備
えることを特徴としている。
高圧蓄電器としては、コンデンサやバッテリを採用す
ることができる。
ることができる。
低圧巻線及び高圧巻線は三相巻線の他、二相巻線形式
でもよい。
でもよい。
本発明の車両用始動充電装置では、通常構成としての
低圧巻線及び低圧整流器が、車両負荷駆動用バッテリを
充電する。
低圧巻線及び低圧整流器が、車両負荷駆動用バッテリを
充電する。
一方、本発明の特徴をなすインバータ及び高圧蓄電器
は、高圧巻線又は車両負荷駆動用バッテリにより高圧充
電され、インバータはこの高圧蓄電器の直流電力をエン
ジン始動時に交流電力に変換して高圧巻線に供給し、そ
れによりエンジンが始動される。
は、高圧巻線又は車両負荷駆動用バッテリにより高圧充
電され、インバータはこの高圧蓄電器の直流電力をエン
ジン始動時に交流電力に変換して高圧巻線に供給し、そ
れによりエンジンが始動される。
したがって本発明によれば、パワートランジスタの小
型化を図り、かつ、エンジン始動時の抵抗電力損失を低
減することができる。
型化を図り、かつ、エンジン始動時の抵抗電力損失を低
減することができる。
本発明の車両用始動充電装置の一実施例を第１図に示
す。
す。
この車両用始動充電装置は、三相回転機100を有し、
この三相回転機100は、少巻数の低圧巻線１及び多巻数
の高圧巻線２が巻装される電機子３と、電機子３を励磁
する回転界磁コイル４を備えており、エンジン（図示せ
ず）に連結されている。
この三相回転機100は、少巻数の低圧巻線１及び多巻数
の高圧巻線２が巻装される電機子３と、電機子３を励磁
する回転界磁コイル４を備えており、エンジン（図示せ
ず）に連結されている。
更に、この車両用始動充電装置は、低圧巻線１から出
力される三相交流電圧を整流する低圧整流器５と、低圧
整流器５により充電される12V定格の車両負荷駆動用バ
ッテリ６と、高圧巻線２及び車両負荷駆動用バッテリ６
の両方により充電されるエンジン始動用のコンデンサ
（本発明でいう高圧蓄電器）７と、コンデンサ７と高圧
巻線２とを電力授受可能に接続する交直可逆電力変換器
（本発明でいうインバータ）８と、車両負荷駆動用バッ
テリ６の直流電力を昇圧してコンデンサ７を充電する昇
圧コンバータ９とを備えている。
力される三相交流電圧を整流する低圧整流器５と、低圧
整流器５により充電される12V定格の車両負荷駆動用バ
ッテリ６と、高圧巻線２及び車両負荷駆動用バッテリ６
の両方により充電されるエンジン始動用のコンデンサ
（本発明でいう高圧蓄電器）７と、コンデンサ７と高圧
巻線２とを電力授受可能に接続する交直可逆電力変換器
（本発明でいうインバータ）８と、車両負荷駆動用バッ
テリ６の直流電力を昇圧してコンデンサ７を充電する昇
圧コンバータ９とを備えている。
低圧整流器５は、三相全波整流器であってその出力端
は車両負荷駆動用バッテリ６及び車両負荷の高位端に接
続され、それらの低位端は接地されている。
は車両負荷駆動用バッテリ６及び車両負荷の高位端に接
続され、それらの低位端は接地されている。
交直可逆電力変換器８は、高圧巻線から出力される三
相交流電圧を三相全波整流する三相全波整流器を構成す
る６個のダイオード8aと、ソース及びドレンが各ダイオ
ード8aのアノード及びカソードに個別に接続される６個
のパワーMOSトランジスタ6bとにより構成され、その低
位出力端は接地され、高位出力端はコンデンサ７の高位
端に接続される。コンデンサ７は300V定格の大容量の電
気二重層コンデンサにより構成され、その低位端は接地
される。
相交流電圧を三相全波整流する三相全波整流器を構成す
る６個のダイオード8aと、ソース及びドレンが各ダイオ
ード8aのアノード及びカソードに個別に接続される６個
のパワーMOSトランジスタ6bとにより構成され、その低
位出力端は接地され、高位出力端はコンデンサ７の高位
端に接続される。コンデンサ７は300V定格の大容量の電
気二重層コンデンサにより構成され、その低位端は接地
される。
昇圧コンバータ９は、一端が車両負荷駆動用バッテリ
６の高位端に接続されるリアクトル9aと、アノードがこ
のリアクトル9aの他端に接続されカソードがコンデンサ
７の高位端に接続されるダイオード9bと、コレクタがダ
イオード9bのアノードに接続されエミッタが接地される
スイッチングトランジスタ9cとからなる。
６の高位端に接続されるリアクトル9aと、アノードがこ
のリアクトル9aの他端に接続されカソードがコンデンサ
７の高位端に接続されるダイオード9bと、コレクタがダ
イオード9bのアノードに接続されエミッタが接地される
スイッチングトランジスタ9cとからなる。
以下、この装置の動作を説明する。
バッテリ６よりレギュレータ（図示せず）を通じて電
流供給を受けて励磁される図示なき回転子は励磁されて
いる。
流供給を受けて励磁される図示なき回転子は励磁されて
いる。
昇圧コンバータ９のスイッチングトランジスタ9cは図
示しない制御回路により高速スイッチングされ、その結
果としてコンデンサ７は300Vに充電されている。
示しない制御回路により高速スイッチングされ、その結
果としてコンデンサ７は300Vに充電されている。
いま、イグニッションキー（図示せず）をターンする
と、図示しない上記制御回路により交直可逆電力変換器
８の各トランジスタ6bを所定順序でスイッチングして三
相パルス電圧が創成され、この三相パルス電圧が高圧巻
線２の各コイルに印加される。
と、図示しない上記制御回路により交直可逆電力変換器
８の各トランジスタ6bを所定順序でスイッチングして三
相パルス電圧が創成され、この三相パルス電圧が高圧巻
線２の各コイルに印加される。
その結果、高圧巻線２が回転磁界を形成し、磁化され
た回転子は回転し、エンジンを始動する。エンジンが始
動されて所定回転数となると、トランジスタ6bが全てオ
フし、コンデンサ７は高圧巻線２から分離される。
た回転子は回転し、エンジンを始動する。エンジンが始
動されて所定回転数となると、トランジスタ6bが全てオ
フし、コンデンサ７は高圧巻線２から分離される。
そして、励磁された回転子の回転により、電機子３に
交番磁束が生じ、低圧巻線１及び高圧巻線２に起電力を
生じる。その結果、低圧巻線１は低圧整流器５をバッテ
リ６を充電し、車両負荷を駆動し、高圧巻線２から出力
される高圧の三相交流電圧は交直可逆電力変換器８の各
ダイオード6aで三相全波整流されてコンデンサ９を充電
する。
交番磁束が生じ、低圧巻線１及び高圧巻線２に起電力を
生じる。その結果、低圧巻線１は低圧整流器５をバッテ
リ６を充電し、車両負荷を駆動し、高圧巻線２から出力
される高圧の三相交流電圧は交直可逆電力変換器８の各
ダイオード6aで三相全波整流されてコンデンサ９を充電
する。
上記実施例の変形態様を第１図により説明する。
往復式エンジンは回転によるトルク変動が大きい。エ
ンジントルクが低い場合にトランジスタ6bx〜6bzのスイ
ッチング制御により高圧巻線２へ所定位相の三相パルス
電圧を印加して回転子を駆動し、逆に、エンジントルク
が高い場合にトランジスタ6bx〜6bzをオフして高圧巻線
２が発生する三相交流電圧をダイオード6ax〜6azで三相
全波整流してコンデンサ７を充電する。ここで、第２図
（ａ）はエンジンの回転変動を示し、同図（ｂ）はこの
回転変動を打ち消すために発生するトルクを示してい
る。また、同図（ｃ）は（ｂ）中のモータ作用トルクの
変化をパルス幅として示したもである。そして、各トラ
ンジスタ6bx〜6bzは同図（ｄ）のようなPWM（パルス幅
変調）信号を与えられ、モータ作用と発電作用とを切り
かえている。
ンジントルクが低い場合にトランジスタ6bx〜6bzのスイ
ッチング制御により高圧巻線２へ所定位相の三相パルス
電圧を印加して回転子を駆動し、逆に、エンジントルク
が高い場合にトランジスタ6bx〜6bzをオフして高圧巻線
２が発生する三相交流電圧をダイオード6ax〜6azで三相
全波整流してコンデンサ７を充電する。ここで、第２図
（ａ）はエンジンの回転変動を示し、同図（ｂ）はこの
回転変動を打ち消すために発生するトルクを示してい
る。また、同図（ｃ）は（ｂ）中のモータ作用トルクの
変化をパルス幅として示したもである。そして、各トラ
ンジスタ6bx〜6bzは同図（ｄ）のようなPWM（パルス幅
変調）信号を与えられ、モータ作用と発電作用とを切り
かえている。
このようにすれば、エンジンのトルク変動による振動
を低減することができる。
を低減することができる。
特にこの態様では、制振電力の一時蓄積を独立のコン
デンサ７により行っているので、バッテリ６の負担及び
その電源電圧変動を低減することができる。また、コン
デンサの定格を300Vと高圧にできるので、抵抗電力損失
が減少できる。
デンサ７により行っているので、バッテリ６の負担及び
その電源電圧変動を低減することができる。また、コン
デンサの定格を300Vと高圧にできるので、抵抗電力損失
が減少できる。
なお、昇圧コンバータ９は、コンデンサ７の充電電圧
の平均値が例えば250V以下に低下する場合に運転するよ
うにしてもよい。
の平均値が例えば250V以下に低下する場合に運転するよ
うにしてもよい。
以上説明したように、本実施例の車両用始動充電装置
は、交直可逆電力変換器及び蓄電器が、エンジンのトル
ク変動を軽減するために発電・電動動作を繰り返す機能
を有するので、交直可逆電力変換器の小型化、電力損失
の低減とともに、エンジントルク変動の低減を小さい電
力損失で行うことができる。すなわち、この発電動作す
なわち回生制動と電動動作とにおける電流が小さくでき
るので、電流値の二乗に比例する電力損失及び発熱が減
少し、トルク変動低減効率が向上する。
は、交直可逆電力変換器及び蓄電器が、エンジンのトル
ク変動を軽減するために発電・電動動作を繰り返す機能
を有するので、交直可逆電力変換器の小型化、電力損失
の低減とともに、エンジントルク変動の低減を小さい電
力損失で行うことができる。すなわち、この発電動作す
なわち回生制動と電動動作とにおける電流が小さくでき
るので、電流値の二乗に比例する電力損失及び発熱が減
少し、トルク変動低減効率が向上する。
またこの実施例では、バッテリからコンデンサへ電力
供給する昇圧コンバータを備えているので、蓄電器とし
て用いたコンデンサが自然放電した場合でもエンジン始
動が可能となる。
供給する昇圧コンバータを備えているので、蓄電器とし
て用いたコンデンサが自然放電した場合でもエンジン始
動が可能となる。
なお、この昇圧コンバータの運転は、エンジン始動用
のイグニッションキーを回転した瞬間、エンジンを停止
した直後、車両に人間が乗り込んだ直後（例えば運転席
のドアが開いたことを検出して判定すればよい）、ある
いは一定期間毎に、行うことができる。
のイグニッションキーを回転した瞬間、エンジンを停止
した直後、車両に人間が乗り込んだ直後（例えば運転席
のドアが開いたことを検出して判定すればよい）、ある
いは一定期間毎に、行うことができる。
第１図は本発明の車両用始動充電装置の一実施例を示す
等価回路図、第２図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は
エンジントルク変動低減動作を行う場合の交直可逆電力
変換器のトランジスタに印加する制御電圧の信号波形を
説明するための図である。 １は低圧巻線、２は高圧巻線、５は低圧整流器、６は車
両負荷駆動用バッテリ、７はコンデンサ（高圧蓄電
器）、８は交直可逆電力変換器（インバータ）である。
等価回路図、第２図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は
エンジントルク変動低減動作を行う場合の交直可逆電力
変換器のトランジスタに印加する制御電圧の信号波形を
説明するための図である。 １は低圧巻線、２は高圧巻線、５は低圧整流器、６は車
両負荷駆動用バッテリ、７はコンデンサ（高圧蓄電
器）、８は交直可逆電力変換器（インバータ）である。
フロントページの続き (72)発明者 加藤 敏一 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H02J 7/14 - 7/24 F02N 11/08
Claims (1)
- 【請求項１】少巻数の低圧巻線及び多巻数の高圧巻線が
巻装される電機子を有しエンジンに連結される回転機
と、 前記低圧巻線から出力される交流電圧を整流する低圧整
流器と、 該低圧整流器により充電される車両負荷駆動用バッテリ
と、 前記高圧巻線及び前記車両負荷駆動用バッテリの少なく
とも一方により充電されるエンジン始動用の高圧蓄電器
と、 前記高圧蓄積器からの直流電流を交流電流に変換して前
記高圧巻線に供給する複数のトランジスタからなるイン
バータと、 を備えることを特徴とする車両用始動充電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2316326A JP2943319B2 (ja) | 1990-11-20 | 1990-11-20 | 車両用始動充電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2316326A JP2943319B2 (ja) | 1990-11-20 | 1990-11-20 | 車両用始動充電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04185240A JPH04185240A (ja) | 1992-07-02 |
| JP2943319B2 true JP2943319B2 (ja) | 1999-08-30 |
Family
ID=18075887
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2316326A Expired - Lifetime JP2943319B2 (ja) | 1990-11-20 | 1990-11-20 | 車両用始動充電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2943319B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104539207B (zh) * | 2015-01-20 | 2018-11-02 | 马文远 | 一种电子稳压调节器、具有电子稳压调节器的系统和汽车 |
| CN110830989B (zh) * | 2018-08-09 | 2021-06-08 | 华为技术有限公司 | 一种通信方法和装置 |
-
1990
- 1990-11-20 JP JP2316326A patent/JP2943319B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04185240A (ja) | 1992-07-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4116292B2 (ja) | ハイブリッド車用電動発電システム | |
| US6590360B2 (en) | Control device for permanent magnet motor serving as both engine starter and generator in motor vehicle | |
| US4825139A (en) | Electric power supply unit, in particular for a motor vehicle, and an electric rotary machine for such a unit | |
| JP5206130B2 (ja) | コイル界磁式同期モーター回生システムおよびその制御方法 | |
| JP3597591B2 (ja) | モータの駆動装置 | |
| JP5307814B2 (ja) | 電源装置 | |
| EP0539982A2 (en) | Power supply apparatus for a vehicle | |
| CN102470812A (zh) | 车辆用电源系统 | |
| WO2004055963A1 (ja) | 自動車用電力装置 | |
| TW200421704A (en) | Engine generator | |
| JPH04203471A (ja) | エンジン式発電装置 | |
| JP2002084672A (ja) | 車両用電源システム | |
| JPH07115704A (ja) | リターダ装置 | |
| JP2943319B2 (ja) | 車両用始動充電装置 | |
| JP5638465B2 (ja) | 車両用電源システム | |
| JP3606760B2 (ja) | ハイブリッド電気自動車の電源システム | |
| JP2000316299A (ja) | 始動発電機 | |
| JP3444316B2 (ja) | 充電装置 | |
| US20040008003A1 (en) | Starting of switched reluctance generators | |
| JPH08228443A (ja) | 充電装置 | |
| JP3018503B2 (ja) | 車両用電源装置 | |
| JP3147438B2 (ja) | 車両用発電電動機 | |
| JP2001212668A (ja) | エンジン駆動直流アーク溶接機 | |
| JPH06105512A (ja) | 車両用電源装置 | |
| JP2586516B2 (ja) | 車両充電発電機の電圧調整装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100625 Year of fee payment: 11 |