JPH01214235A - Recharge controller for vehicle - Google Patents

Recharge controller for vehicle

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JPH01214235A
JPH01214235A JP4015288A JP4015288A JPH01214235A JP H01214235 A JPH01214235 A JP H01214235A JP 4015288 A JP4015288 A JP 4015288A JP 4015288 A JP4015288 A JP 4015288A JP H01214235 A JPH01214235 A JP H01214235A
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孝史 鳥井
Shizunori Sonobe
薗部 鎮則
Seiji Hayashi
誠司 林
Shigeru Senoo
妹尾 茂
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Abstract

PURPOSE:To recharge a vehicle mounted battery well even when power is fed to a high voltage load, by reducing the output from an AC generator through a voltage reducing means and feeding the reduced output to the battery. CONSTITUTION:Primary winding 9a of a transformer 9 is connected with the stator winding, while the secondary winding 9b is connected through a rectifier 10 with a battery 1. Winding ratio is set such that 14.5V voltage for recharging the battery 1 is produced in the secondary winding 9b upon application of 70V voltage onto the primary winding 9a. Consequently, the battery 1 can be recharged with 14.5V voltage with 70V voltage being applied onto a resistor 11 in a front glass.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は車両の充電装置に関し、特にバッテリ電圧より
も;高い′電圧で作動する高電圧負荷を良好に作動せし
めるとともに、バッテリの充電と同時に良好になすこと
が可能な車両の充電制御装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a vehicle charging device, and particularly to a vehicle charging device, which allows a high voltage load that operates at a higher voltage than the battery voltage to operate well, and which simultaneously charges the battery. The present invention relates to a vehicle charging control device that can be operated satisfactorily.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

近年フロントガラスの凍結やリアガラスの凍結において
、氷の付着を素早く溶かすための方法として、第8図に
示すような電気回路図が考えられている。
BACKGROUND ART In recent years, an electrical circuit diagram as shown in FIG. 8 has been considered as a method for quickly melting ice on a frozen windshield or a frozen rear window.

このものでは、フロントガラスに挿入した電気導体や、
リアガラスに埋設された熱線等の抵抗を用いて、これら
導体や抵抗に電流を流し、ガラスを熱するものである。
This includes an electrical conductor inserted into the windshield,
Using a resistor such as a hot wire embedded in the rear glass, current is passed through these conductors and resistors to heat the glass.

従来、かかる高電圧負荷を作動せしめる場合には、第8
図に示す如く、充電発電機2と車載バッテリ1を結ぶ充
電器中に切替えスイッチ7oを設けて、充電発電機2の
出力電圧を車載バッテリ1より高電圧負荷11に切替え
て印加している。
Conventionally, when operating such a high voltage load, the eighth
As shown in the figure, a changeover switch 7o is provided in the charger connecting the charging generator 2 and the vehicle-mounted battery 1, and the output voltage of the charging generator 2 is switched and applied to a higher voltage load 11 than the vehicle-mounted battery 1.

この時、充電発電機には、約70(V)程度の高電圧を
発生させて、高電圧負荷に印加する。
At this time, a high voltage of about 70 (V) is generated in the charging generator and applied to the high voltage load.

なお、図中6はキースイッチ60を介してバッテリ電圧
をフィードバックしている電圧調整回路であり、通常時
、該回路6により充電発電機2の発電が制御されてバッ
テリ充電時のバッテリ電圧が所定の調整電圧に維持され
る。
Note that 6 in the figure is a voltage adjustment circuit that feeds back the battery voltage via the key switch 60. Under normal conditions, the circuit 6 controls the power generation of the charging generator 2 to maintain the battery voltage at a predetermined level when charging the battery. is maintained at a regulated voltage of

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

ところで、上記従来装置では、高電圧負荷に電流を流す
場合(フロントウィンドーもしくはリアウィンドーの氷
を溶かす場合)には通常、車の始動時であり、バッテリ
の電圧は下がってしまっていると共に、高電圧負荷に通
電中は車載バッテリの充電がなされないため、バッテリ
過放電の不具合を生じることがあった。
By the way, with the conventional device described above, when current is passed through a high voltage load (to melt ice on the front window or rear window), it is usually when the car is started, and the battery voltage has dropped and the high Since the vehicle battery is not charged while the voltage load is energized, problems such as battery over-discharge may occur.

本発明は、高電圧負荷に通電中も車載バッテリの充電を
良好になすことが可能な車両充電装置を提供することを
目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a vehicle charging device that can charge an on-vehicle battery satisfactorily even while power is being applied to a high voltage load.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的を達成するために、本発明の充電装置において
は、 ステータ巻線(3)と、励磁巻線(4)と、前記ステー
タ巻線の交流出力を全波整流する全波整流器(5)とを
有する交流発電機と、 この交流発電機の全波整流器の出力により充電されるバ
ッテリ(1)と、 前記励磁巻線と直列に接続されたスイッチ手段(7)と
、 前記バッテリ電圧よりも高い電圧で作動する高電圧負荷
(11)と、 前記全波整流器と前記バッテリとの間の接続もしくは前
記全波整流器と前記高電圧負荷との間の接続を切り換え
る切換手段0りと、 この切換手段により、前記全波整流器と前記バッテリと
の間の接続状態の時に、前記全波整流器の出力を第1の
設定電圧に制御すべく、前記スイッチ手段をON、OF
F制御する第1の制御装置と、 前記切換手段により、前記全波整流器と前記高電圧負荷
との接続状態の時に、前記全波整流器の出力を第1の設
定電圧よりも大きい第2の設定電圧に制御すべく、前記
スイッチ手段をON、OFF制御する第2の制御装置と
、 前記ステータ巻線の出力を、ほぼ前記第1の設定電圧に
低減させて、前記バッテリに充電するための電圧低減手
段と、 を備えた車両の充電制御装置とすることである。
In order to achieve the above object, the charging device of the present invention includes a stator winding (3), an excitation winding (4), and a full-wave rectifier (5) that performs full-wave rectification of the AC output of the stator winding. a battery (1) charged by the output of a full-wave rectifier of the alternator; a switch means (7) connected in series with the excitation winding; a high voltage load (11) operating at a high voltage; a switching means for switching the connection between the full wave rectifier and the battery or the connection between the full wave rectifier and the high voltage load; means turns the switch means ON and OFF to control the output of the full-wave rectifier to a first set voltage when the full-wave rectifier and the battery are connected.
a first control device that performs F control, and the switching means sets the output of the full-wave rectifier to a second setting higher than the first setting voltage when the full-wave rectifier is connected to the high-voltage load; a second control device that controls ON/OFF of the switch means to control the voltage, and a voltage for charging the battery by reducing the output of the stator winding to approximately the first set voltage; A charging control device for a vehicle is provided, comprising: a reducing means;

〔作用〕[Effect]

切換手段により、交流発電機の全波整流器と、高電圧負
荷とを接続すると共に、交流発電機の出力を第2の設定
電圧まで上昇させて、高電圧負荷に、高い電圧を印加す
ることができる。
The switching means connects the full-wave rectifier of the alternator to the high-voltage load, increases the output of the alternator to a second set voltage, and applies a high voltage to the high-voltage load. can.

また、電圧低減手段により、交流発電機の出力をほぼ第
1の設定電圧まで低減させて、バッテリに供給すること
でバッテリ電圧は所定の調整値に維持できる。
Furthermore, the battery voltage can be maintained at a predetermined adjusted value by reducing the output of the alternator to approximately the first set voltage by the voltage reducing means and supplying the output to the battery.

〔実施例〕〔Example〕

以下本発゛明を図に示す実施例について説明する。 The present invention will be described below with reference to embodiments shown in the drawings.

第1図および第2図に本発明充電制御装置の第1実施例
を示す。
1 and 2 show a first embodiment of the charging control device of the present invention.

lはバッテリ、2は車両用交流発電機、3は三相交流発
電機2のステータ巻線を示す。4は交流発電機2の励磁
巻線、5はステータ巻線3の交流出力を整流する三相全
波整流器、6は発電機の出力電圧を設定値に制御するレ
ギュレータで、励磁巻線4に流れる電流を制御する出力
トランジスタ7および電圧検出回路8を有する。9はト
ランスで、9aはステータ巻線3に接続された1次巻線
、9bは2次巻線、10はトランス9の2次巻線9bの
出力を整流すると共に、バッテリ1に接続された整流器
、11は高電圧負荷をなすフロントガラスに蒸着された
透明な抵抗体、12は抵抗体11へ通電するか否かの第
1の切換スイッチ、13は通電指示スイッチに連動する
と共に、電圧検出回路8内の電圧を切り換える第2の切
換スイッチ、14は励磁巻4の両端に接続されたフライ
ホイールダイオードである。15はスイッチ15aを介
してバッテリに接続される。例えば、ヘッドライト等の
バッテリ1の電圧で駆動される電気負荷、ダイオード5
0は発電機が発電していない時バッテリ1から励磁電流
を流すためのダイオードである。
1 is a battery, 2 is a vehicle alternator, and 3 is a stator winding of the three-phase alternator 2. 4 is an excitation winding of the AC generator 2; 5 is a three-phase full-wave rectifier that rectifies the AC output of the stator winding 3; 6 is a regulator that controls the output voltage of the generator to a set value; It has an output transistor 7 and a voltage detection circuit 8 that control the flowing current. 9 is a transformer, 9a is a primary winding connected to the stator winding 3, 9b is a secondary winding, 10 rectifies the output of the secondary winding 9b of the transformer 9, and is connected to the battery 1. A rectifier, 11 is a transparent resistor vapor-deposited on the windshield that serves as a high voltage load, 12 is a first selector switch for determining whether or not to energize the resistor 11, and 13 is linked to an energization instruction switch and also a voltage detection switch. A second selector switch 14 for switching the voltage within the circuit 8 is a flywheel diode connected across the excitation winding 4 . 15 is connected to the battery via a switch 15a. For example, an electric load such as a headlight that is driven by the voltage of battery 1, diode 5
0 is a diode through which excitation current flows from the battery 1 when the generator is not generating power.

また、電圧検出回路8は第2図にて示す如く、出力トラ
ンジスタ7のベースにコレクタが接続されたトランジス
タ60.このトランジスタ60のベースにアノード側が
接続されたツェナーダイオード61.ダイオード62及
び63.抵抗64゜65.66及び67で構成される。
Further, as shown in FIG. 2, the voltage detection circuit 8 includes a transistor 60. whose collector is connected to the base of the output transistor 7. A Zener diode 61 whose anode side is connected to the base of this transistor 60. Diodes 62 and 63. It consists of resistors 64, 65, 66 and 67.

そして切換スイッチ13の第1の接点13aはダイオー
ド63を介して、抵抗66に、一方、切換スイッチ13
の第2の接点13bは、抵抗65およびダイオード62
を介して、抵抗66にそれぞれ接続されている。
The first contact 13a of the changeover switch 13 is connected to a resistor 66 via a diode 63, while the first contact 13a of the changeover switch 13
The second contact 13b of the resistor 65 and the diode 62
are connected to the resistors 66 through the respective resistors 66.

上記構成において、その作動を説明すると、第3図に示
すエンジンEの始動により、交流発電機2も発電を開始
する。通常では、第1の切換スイッチ12は第1の接点
12a側(バッテリ1)に接続されて;いる゛と共に、
第2の切換スイッチ13も第1の接点(第1の電圧検出
端子)13a側に接続されている。
In the above configuration, the operation thereof will be explained. When the engine E shown in FIG. 3 is started, the alternating current generator 2 also starts generating electricity. Normally, the first changeover switch 12 is connected to the first contact 12a side (battery 1);
The second changeover switch 13 is also connected to the first contact (first voltage detection terminal) 13a side.

従って、第1の電圧検出端子13aに印加された電圧は
、電圧検出回路8内のダイオード63を介して、抵抗6
6と67で分圧されて、ツェナーダイオード61へ印加
される。ここで、抵抗66゜67およびツェナーダイオ
ード61においては、バッテリ1の電圧が第1の設定電
圧である14.5(V)の時に、トランジスタ60を導
通するように設定しである。
Therefore, the voltage applied to the first voltage detection terminal 13a is applied to the resistor 6 via the diode 63 in the voltage detection circuit 8.
The voltage is divided between 6 and 67 and applied to the Zener diode 61. Here, the resistors 66 and 67 and the Zener diode 61 are set so that the transistor 60 becomes conductive when the voltage of the battery 1 is the first set voltage of 14.5 (V).

そして、通常状態においては、トランジスタ60を介し
て出力トランジスタ7をバッテリ1の電圧が14.5(
V)以上か否かにより、導通、遮断し、励磁巻線4に流
れる電流を制御することで、パンテリ1を14.5(V
)に制御している。
In the normal state, the voltage of the battery 1 is 14.5 (
By controlling the current flowing through the excitation winding 4, the current flowing through the excitation winding 4 is controlled depending on whether or not it is above 14.5 (V).
).

次に、寒冷地で、フロントガラスに氷が付着した状態を
考える。この時には、フロントガラス内の抵抗体11に
電流を供給するために、通電指示スイッチ70をオンす
る。
Next, consider a situation in which ice has adhered to the windshield in a cold region. At this time, the energization instruction switch 70 is turned on in order to supply current to the resistor 11 in the windshield.

そして、通電指示スイッチ70をオンすると、第2図に
示す如く、コンデンサ87.抵抗91の経路でトランジ
スタ82にベース電流が流れ、第1の所定時間トランジ
スタ82はオンを続ける。
Then, when the energization instruction switch 70 is turned on, the capacitor 87. A base current flows through the transistor 82 through the path of the resistor 91, and the transistor 82 continues to be turned on for a first predetermined period of time.

そのため、トランジスタ82のオンにより、8亥朋関ト
ランジスタ7はベース電流を遮断されて、励磁巻線4に
流れる励磁it流を遮断する。
Therefore, when the transistor 82 is turned on, the base current of the eight-channel transistor 7 is cut off, and the excitation current flowing to the excitation winding 4 is cut off.

一方、比較器83は抵抗94とコンデンサ88とで作る
第2の所定時間遅れて出力が1になる。
On the other hand, the output of the comparator 83 becomes 1 after a second predetermined time delay formed by the resistor 94 and the capacitor 88.

これによりスイッチ12及び13の励磁コイル12c、
13cはそれぞれ付勢されて、第2の設定12b、13
b側に投入される。ここで、第1の所定時間に対して対
2の所定時間を短かく設定することで、励磁電流が遮断
している期間に、第1゜第2の切換スイッチ12及び1
3の第1の設定12a、13aから第2の設定12b、
13b側に切換えることができる。従って、第1.第2
の切換スイッチ12.13の切り換え時に、接点間にア
ークが発生するのを防止して、接点の寿命を向上させる
ことができる。
As a result, the excitation coils 12c of the switches 12 and 13,
13c are energized and set to the second setting 12b, 13, respectively.
It is thrown into the b side. Here, by setting the second predetermined time shorter than the first predetermined time, the first and second changeover switches 12 and 1
3 first settings 12a, 13a to second settings 12b,
It is possible to switch to the 13b side. Therefore, the first. Second
When the changeover switches 12 and 13 are switched, it is possible to prevent arcs from occurring between the contacts, thereby improving the life of the contacts.

第2の切換ズイッチ13の切り換わりにより、第2の電
圧検出端子13bに印加された電圧は、抵抗65.ダイ
オード62を介して、抵抗66と67の分圧回路へ印加
されるので、第1の電圧検出端子13aに電圧が印加さ
れた場合に比べて、高い電圧を印加しないとツェナーダ
イオード61が導通して、トランジスタ60がオンする
ことはできない。
By switching the second switch 13, the voltage applied to the second voltage detection terminal 13b is changed to the resistance 65. Since the voltage is applied to the voltage dividing circuit of resistors 66 and 67 via the diode 62, the Zener diode 61 becomes conductive unless a higher voltage is applied than when a voltage is applied to the first voltage detection terminal 13a. Therefore, transistor 60 cannot be turned on.

そして、第2の電圧検出端子13bには、全波整流器5
の出力が印加されることとなり、抵抗65.66.67
の分圧により、第2の電圧検出端子13bに、第2の設
定電圧である70(V)の電圧が印加された時に、ツェ
ナーダイオード7を導通するように設定されている。従
って、全波整流器5の出力がTO(V:lに制御lされ
るように、出力トランジスタ7をON、0FFf15I
J御する。
A full-wave rectifier 5 is connected to the second voltage detection terminal 13b.
The output of the resistor 65.66.67 will be applied.
The Zener diode 7 is set to conduct when a voltage of 70 (V), which is the second set voltage, is applied to the second voltage detection terminal 13b by the divided voltage. Therefore, the output transistor 7 is turned ON so that the output of the full-wave rectifier 5 is controlled to TO(V:l), and 0FFf15I
I control J.

この結果、抵抗体11は、第1の切換スイッチ12の第
2の設定12bを介して、70(V)が供給される。こ
の70(V)の高電圧により、抵抗体11は、約150
0(W)の出力で、ウィンドガラスの表面についた氷を
2〜3分間で素早く溶かすことが可能となる。また、こ
の70(V)は、抵抗体11の抵抗を考慮して、定めた
ものであります。
As a result, 70 (V) is supplied to the resistor 11 via the second setting 12b of the first changeover switch 12. Due to this high voltage of 70 (V), the resistor 11 has a voltage of about 150 (V).
With an output of 0 (W), it is possible to quickly melt ice on the surface of a windshield in 2 to 3 minutes. Also, this 70 (V) was determined taking into consideration the resistance of resistor 11.

一方、通電指示スイッチ70をオンさせた時には、交流
発電機に高出力を発生させるため、交流発電機がエンジ
ンに対して、負荷となるため、第3図に示す如く、通電
指示スイッチ70のスイッチのオンを検出し、この検出
信号を、エンジンEのアイドル回転数を制御する制御装
置16に入力する。
On the other hand, when the energization instruction switch 70 is turned on, the alternator generates a high output, so the alternator becomes a load on the engine, so as shown in FIG. is detected, and this detection signal is input to the control device 16 that controls the idle speed of the engine E.

そして、この制御装置16により、エンジンEのアイド
ル回転数を、600(rpm)から1500 Crpm
 )までに、上昇させている。通常、交流発電機は、プ
ーリで約2倍の回転数に増速されて、発電するようにな
っている。
The control device 16 controls the idle speed of the engine E from 600 (rpm) to 1500 Crpm.
), it has been rising. Normally, an alternator generates electricity by increasing the rotation speed to approximately twice the speed using a pulley.

また、通常フロントガラスに付着した氷を溶かす時には
、エンジン始動のアイドル状態であることから、この時
車載バッテリは放電状態である。
Furthermore, when melting ice adhering to the windshield, the vehicle is normally in an idling state with the engine starting, so the on-vehicle battery is in a discharged state at this time.

そこで、本発明では、ステータ巻線に、トランス9の1
次巻゛線9−aを接続すると共に、2次巻線9bは整流
器10を介して、バッテリ1に接続している。このトラ
ンス9は、1次巻1a9aに70(V)が印加されると
、2次巻線9bには、バッテリ1を充電する電圧(14
,5(V))が発生するように、巻線比を設定している
Therefore, in the present invention, one part of the transformer 9 is added to the stator winding.
The secondary winding 9-a is connected, and the secondary winding 9b is connected to the battery 1 via a rectifier 10. In this transformer 9, when 70 (V) is applied to the primary winding 1a9a, the voltage (14 V) for charging the battery 1 is applied to the secondary winding 9b.
, 5 (V)) is generated.

従って、抵抗体11に70(V)の電圧を印加しつつ、
バッテリ電圧を14.5(V)で充電することが可能と
なり、バッテリ1の放電を防止することができる。
Therefore, while applying a voltage of 70 (V) to the resistor 11,
It becomes possible to charge the battery at a voltage of 14.5 (V), and discharge of the battery 1 can be prevented.

次に、フロントガラスに付着した氷が溶けて、抵抗体1
1へのi!電が不要になり、通電指示スイッチ70をオ
フにすると、抵抗9oと抵抗93の接続点の電位が下が
り、トランジスタ81がオンする。これによりコンデン
サ86.抵抗89を介し、トランジスタ82のベース電
流が第3の所定時間流れてトランジスタ82がオンし、
該期間励磁電流を遮断する。一方、比較器83はコンデ
ンサ8日が放電する第4の所定時間遅れて出力は0にな
り励磁コイル12c及び13cは消勢する。
Next, the ice attached to the windshield melts and resistor 1
i to 1! When the current is no longer needed and the energization instruction switch 70 is turned off, the potential at the connection point between the resistor 9o and the resistor 93 decreases, and the transistor 81 is turned on. This causes the capacitor 86. The base current of the transistor 82 flows through the resistor 89 for a third predetermined time period, and the transistor 82 is turned on.
The excitation current is cut off during this period. On the other hand, the output of the comparator 83 becomes 0 after a delay of the fourth predetermined time when the capacitor 8 is discharged, and the excitation coils 12c and 13c are deenergized.

ここで第4の所定時間は第3の所定時間よりも短かいの
でスイッチ12及び13が切換るときは発電機の励磁を
流は遮断したままである。
Here, since the fourth predetermined time is shorter than the third predetermined time, when the switches 12 and 13 are switched, the current continues to cut off the excitation of the generator.

ここで励磁コイル12c及び13cの付勢・消勢を発電
機の励磁電流遮断後、(トランジスタ7をオフした後)
所定時間後らせているのはトランジスタ7がオフしても
励磁電流はダイオード14を介して所定時間流れている
ので該時間内でのスイッチの切換りを防止するためのも
のである。
Here, the excitation coils 12c and 13c are energized and deenergized after the excitation current of the generator is cut off (after the transistor 7 is turned off).
The reason why the timing is delayed for a predetermined period of time is to prevent switching of the switch within this period, since even if the transistor 7 is turned off, the excitation current continues to flow through the diode 14 for a predetermined period of time.

そして、第1.第2の切換スイッチ12.13が、第1
の接点12a、13aに切換ねると、前に述べたように
、発電機の出力電圧は、バッテリ1を充電する電圧を1
4.5(V)になる様に出力トランジスタ7を断続制御
する。
And the first. The second changeover switch 12.13
When the contacts 12a and 13a are switched to the contacts 12a and 13a of
The output transistor 7 is controlled intermittently so that the voltage becomes 4.5 (V).

第2図における回路100は通電指示スイッチ70をサ
ーミスタ103を用いて自動的に作動する様構成したも
のである。101は比較器、lO2は抵抗、103は例
えばガラスの温度を検出するサーミスタで、温度が低い
と抵抗値が高く、この結果比較器101の出力は1とな
って通電指示スイッチ7′0力でオンしたのと同じ動作
をする。抵抗体11に通電して、ガラスの温度が上昇す
ると、サーミスタ103の抵抗値は下がり比較器101
の出力はOになる。つまり、抵抗体11への通電指示は
、上述の如く、フロントガラスの温度等を検出して、自
動的に制御することもできる。
The circuit 100 in FIG. 2 is configured to automatically operate the energization instruction switch 70 using a thermistor 103. 101 is a comparator, lO2 is a resistor, and 103 is a thermistor that detects the temperature of glass, for example. When the temperature is low, the resistance value is high, and as a result, the output of the comparator 101 is 1, and the energization instruction switch 7'0 power is applied. It does the same thing as turning it on. When the resistor 11 is energized and the temperature of the glass rises, the resistance value of the thermistor 103 decreases and the comparator 101
The output of becomes O. In other words, the instruction to energize the resistor 11 can be automatically controlled by detecting the temperature of the windshield, etc., as described above.

次に、抵抗体11に高電圧を供給する時に、発電機の出
力電圧を上昇させて、抵抗体11に高電圧を供給し、一
方、バッテリ1へは、上記高電圧をトランス9で低減す
るものについての利点を説明する。
Next, when supplying high voltage to the resistor 11, the output voltage of the generator is increased to supply the high voltage to the resistor 11, while the high voltage is reduced to the battery 1 by the transformer 9. Explain the benefits of things.

第1に、例えば、14.5(V)を70Vに昇圧するた
めのトランス(約1500(W)の電力が必要)に比べ
て、本発明における70(V)の電圧を14.5(V)
に低減するトランス9は約100(W〕でよく、トラン
スも大巾に小型化することができる。
First, for example, compared to a transformer for boosting the voltage from 14.5 (V) to 70 V (which requires approximately 1500 (W) of power), the voltage of 70 (V) in the present invention can be increased to 14.5 (V). )
The transformer 9 can be reduced in power to about 100 (W), and the transformer can also be significantly miniaturized.

第2に、発電機が14.5 Vで発電している期間は、
トランス9の1次巻線9aに印加される電圧も、1’4
.5(V)と高電圧発生時に比べて十分に低いので、ト
ランス9の励磁電流損失はほとんど無視することができ
る。
Second, during the period when the generator is generating electricity at 14.5 V,
The voltage applied to the primary winding 9a of the transformer 9 is also 1'4
.. 5 (V), which is sufficiently lower than when high voltage is generated, so the excitation current loss of the transformer 9 can be almost ignored.

第3に、第4図に基づいて説明する。この第4図は、発
電機電圧に対する出力電圧の特性図であり、これより明
らかな如く、交流発電機の回転数を増すと、出力電力の
ピーク値における発電機電圧が高くなることが判明した
Thirdly, explanation will be made based on FIG. 4. This figure 4 is a characteristic diagram of the output voltage with respect to the generator voltage, and it is clear from this that as the rotation speed of the alternator increases, the generator voltage at the peak value of the output power increases. .

そこで、交流発電機に高出力を発生する時には、エンジ
ンのアイドル回転数を1500(rps)に上昇させる
ことで、交流発電機の回転数は、約3000(rpm)
となる、そして、第4図より、発電機が3000(rp
m)の回転の時、発電機の出力電圧が70(V)で、出
力電力がほぼピーク値を示すことがわかった。つまり、
発電機の出力電圧を70(V)とすることで、出力電力
を最大として、抵抗体11に供給することができる。
Therefore, when generating high output from the alternator, the engine's idle speed is increased to 1,500 (rps), and the alternator's rotation speed is reduced to approximately 3,000 (rpm).
Then, from Figure 4, the generator is 3000 (rp
It was found that during the rotation of m), the output voltage of the generator was 70 (V), and the output power almost reached its peak value. In other words,
By setting the output voltage of the generator to 70 (V), the maximum output power can be supplied to the resistor 11.

従って、アイドルアップした時の交流発電機の回転数に
対し、その回転数における出力電力がピークの時の出力
電圧を、抵抗体11に供給する際の電圧と一敗すること
で、発電機からの出力電力を最大とし°て、′抵抗体1
1に有効に供給することができる。
Therefore, with respect to the rotational speed of the alternator when idling up, the output voltage when the output power is at its peak at that rotational speed is equal to the voltage applied to the resistor 11, so that the generator is Maximize the output power of 'resistor 1
1 can be effectively supplied.

第5図は第2実施例を示すもので、20は公知のDC−
DCコンバータで20aは入力端子、2obは出力端子
、20Cは共通端子である。
FIG. 5 shows a second embodiment, in which 20 is a known DC-
In the DC converter, 20a is an input terminal, 2ob is an output terminal, and 20C is a common terminal.

上記構成に於いて、抵抗体11へ70Vが印加されると
、DC−DCコンバータ20は出力端子20bに14.
5 Vを発生して、バッテリ1を充電する。
In the above configuration, when 70V is applied to the resistor 11, the DC-DC converter 20 outputs 14.V to the output terminal 20b.
5 V is generated to charge the battery 1.

第5図に示すDC−DCコンバータ方式に於いては、近
年の半導体技術の進歩で数百キロヘルツで作動させるこ
とが可能であり、この結果DC・DCコンバータに使用
するトランスを大巾に小型軽量化することができる。又
この方式によれば発電機の構造を従来の発電機と何ら変
更することなく使用することができる。
In the DC-DC converter system shown in Figure 5, recent advances in semiconductor technology have made it possible to operate at several hundred kilohertz.As a result, the transformer used in the DC-DC converter can be made much smaller and lighter. can be converted into Furthermore, according to this system, the generator structure can be used without any changes from conventional generators.

第6図は第5図に示すDC−DCコンバータにチョッパ
を使用したもので、30はトランジスタ。
FIG. 6 shows a DC-DC converter shown in FIG. 5 using a chopper, and 30 is a transistor.

31は制御回路、32はリアクトル、33はダイオード
である。
31 is a control circuit, 32 is a reactor, and 33 is a diode.

第6図に於いてトランジスタ30がオンするとリアクト
ル32を介してバッテリへ充電電流が流れる。次にトラ
ンジスタ30がオフすると、リアクトル32はバッテリ
1.ダイオード33の経路で電流を流しつづける。以上
のトランジスタ300オン、オフの繰り返し比(導通比
)を制御回路31で制御することにより、バッテリ1を
充電する電流を任意の値に設定することができる。
In FIG. 6, when transistor 30 is turned on, charging current flows to the battery via reactor 32. Next, when transistor 30 turns off, reactor 32 connects battery 1. Current continues to flow through the diode 33 path. By controlling the repetition ratio (conduction ratio) of the transistor 300 being turned on and off by the control circuit 31, the current for charging the battery 1 can be set to an arbitrary value.

第7図に於いて40はサイリスタを用いた位相制御を行
う全波整流器、41は位相制御回路である。図に於いて
、発電機2が高電圧を発生している期間、全波整流器4
0は位相制御を行なって、バッテリ1に印加される電圧
が14.5 Vになる様に制御する。
In FIG. 7, 40 is a full-wave rectifier that performs phase control using a thyristor, and 41 is a phase control circuit. In the figure, during the period when the generator 2 is generating high voltage, the full-wave rectifier 4
0 performs phase control to control the voltage applied to the battery 1 to be 14.5V.

発電機が14.5 Vを発生している期間に於いては整
流器40の電流要領は整流器5に比べて十分に小さいの
で、整流器40のサイリスクはオフして動作を停止して
いる。
During the period when the generator is generating 14.5 V, the current requirement of the rectifier 40 is sufficiently smaller than that of the rectifier 5, so the sirisk of the rectifier 40 is turned off and the operation is stopped.

第6図および第7図に示す実施例においては、フロント
ガラスに1着した抵抗体11は、車種等により抵抗;の
ばらつきが大きく、バッテリへの充電電圧を正確にする
際の調整が非常に容易である。
In the embodiments shown in FIGS. 6 and 7, the resistance of the resistor 11 attached to the windshield varies widely depending on the vehicle model, etc., and it is very difficult to adjust the charging voltage to the battery accurately. It's easy.

また、発電機の励磁巻線は発電機の出力端子に接続して
いると説明したが、バッテリ端子へ接続しても同様に作
動する。この場合にはダイオード50は不要になる。
Further, although it has been explained that the excitation winding of the generator is connected to the output terminal of the generator, it operates in the same way even if it is connected to the battery terminal. In this case, the diode 50 becomes unnecessary.

以上の様に本発明に於いては自動車の様に発電機の搭載
スペースに制約がある場合に於いて複数の出力電圧を要
求されるときに、発電機は高電圧を発生し該電圧を降圧
して低電圧負荷へ供給する? 様にしたので、発電機は1つで良く又降圧に必要な手段
も小型で良いので、何ら自動車への搭載性に影響を与え
ることはない。
As described above, in the present invention, when multiple output voltages are required in cases where the mounting space for the generator is limited, such as in automobiles, the generator generates a high voltage and steps down the voltage. and supply it to low voltage loads? Since only one generator is required and the means necessary for voltage step-down is also small, there is no impact on the ease of mounting on a vehicle.

又本発明に於いては発電機が高電圧で発電する場合に於
いてもレギュレータでその出力電圧を制御するように説
明したが、高電圧で給電される電気負荷がガラスに莫着
した抵抗体なので、出力電圧の精度はそれ程必要ではな
く、例えば発電機は全励磁状態にしておいて発電機の回
転数(エンジン回転数の制御)で出力電圧を可変するも
のでも良い、尚、この場合に於いては降圧手段として出
力電圧が可変制御できるDC−DCコンバータや位相制
御方式が優れている。
Furthermore, in the present invention, even when the generator generates electricity at high voltage, the output voltage is controlled by the regulator. Therefore, the accuracy of the output voltage is not so necessary; for example, the generator may be kept in a fully excited state and the output voltage may be varied by the generator rotation speed (engine rotation speed control).In this case, In this case, a DC-DC converter or a phase control method that can variably control the output voltage is excellent as a step-down means.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べたように、本発明においては、高電圧負荷を駆
動する時は、交流発電機の出力電圧を第2の設定電圧に
上昇させると共に、電圧低減手段により、出力電圧を低
減させて、第1の設定電圧とし、バッテリに充電するよ
うにしたから、高電圧負荷時においてもバッテリに良好
に充電できると共に、電圧低減手段も小型にできるとい
う優れた効果がある。
As described above, in the present invention, when driving a high-voltage load, the output voltage of the alternator is increased to the second set voltage, and the output voltage is reduced by the voltage reduction means. Since the battery is charged with a set voltage of 1, the battery can be charged satisfactorily even under a high voltage load, and the voltage reducing means can also be made smaller, which is an excellent effect.

高電圧負荷への供給する電圧を、発電機の回転数を所定
値に上昇させると共に、その回転数における出力パワー
の最大値における出力電圧とすることで、有効に出力を
取り出すことができるという優れた効果がある。
The advantage is that output can be effectively extracted by increasing the rotation speed of the generator to a predetermined value and setting the voltage supplied to the high voltage load to the output voltage at the maximum output power at that rotation speed. It has a positive effect.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は゛本発゛明充電装置の第1実施例の要部を示す
電気回路図、第2図は第1実施例における装置の一部を
示す電気回路図、第3図は第1実施例における装置の全
体を示す回路図、第4図は発電機電圧に対する出力電圧
の関係を示す特性図、第5図は本発明充電装置の第2実
施例を示す電気回路図、第6図は本発明充電装置の第3
実施例を示す電気回路図、第7図は本発明充電装置の第
4実施例を示す電気回路図、第8図は従来の充電装置を
示す電気回路図である。 l・・・バッテリ、2・・・交流発電機、3・・・ステ
ータ巻線、4・・・励磁巻線、5・・・全波整流器、7
・・・スイッチ手段をなす出力トランジスタ、8・・・
電圧検出回路、11・・・高電圧負荷をなす抵抗体、1
2.13・・・第1.第2の切換手段、9,10,20
.40.41・・・電圧低減手段をなすトランス、整流
器。 DC−DCコンバータ、サイリスタ、位相制御回路。
FIG. 1 is an electric circuit diagram showing the main parts of the first embodiment of the charging device of the present invention, FIG. 2 is an electric circuit diagram showing a part of the device in the first embodiment, and FIG. FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship between the output voltage and the generator voltage, FIG. 5 is an electric circuit diagram showing the second embodiment of the charging device of the present invention, and FIG. 6 is a circuit diagram showing the entire device in this example. Third aspect of the charging device of the present invention
FIG. 7 is an electric circuit diagram showing a fourth embodiment of the charging device of the present invention, and FIG. 8 is an electric circuit diagram showing a conventional charging device. l... Battery, 2... Alternator, 3... Stator winding, 4... Excitation winding, 5... Full wave rectifier, 7
...Output transistor forming switch means, 8...
Voltage detection circuit, 11...Resistor forming a high voltage load, 1
2.13... 1st. second switching means, 9, 10, 20;
.. 40.41...Transformers and rectifiers that serve as voltage reduction means. DC-DC converter, thyristor, phase control circuit.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] (1) ステータ巻線(3)と、励磁巻線(4)と、前
記ステータ巻線の交流出力を全波整流する全波整流器(
5)とを有する交流発電機と、 この交流発電機の全波整流器の出力により充電されるバ
ッテリ(1)と、 前記励磁巻線と直列に接続されたスイッチ手段(7)と
、 前記バッテリ電圧よりも高い電圧で作動する高電圧負荷
(11)と、 前記全波整流器と前記バッテリとの間の接続もしくは前
記全波整流器と前記高電圧負荷との間の接続を切り換え
る切換手段(12)と、 この切換手段により、前記全波整流器と前記バッテリと
の間の接続状態の時に、前記全波整流器の出力を第1の
設定電圧に制御すべく、前記スイッチ手段をON,OF
F制御する第1の制御装置と、 前記切換手段により、前記全波整流器と前記高電圧負荷
との接続状態の時に、前記全波整流器の出力を第1の設
定電圧よりも大きい第2の設定電圧に制御すべく、前記
スイッチ手段をON,OFF制御する第2の制御装置と
、 前記ステータ巻線の出力を、ほぼ前記第1の設定電圧に
低減させて、前記バッテリに充電するための電圧低減手
段と、 を備えた車両の充電制御装置。
(1) The stator winding (3), the excitation winding (4), and a full-wave rectifier for full-wave rectifying the AC output of the stator winding (
5); a battery (1) charged by the output of the full-wave rectifier of the alternator; a switch means (7) connected in series with the excitation winding; and the battery voltage a high voltage load (11) that operates at a higher voltage than the switching means (12) for switching the connection between the full wave rectifier and the battery or the connection between the full wave rectifier and the high voltage load. When the full-wave rectifier and the battery are in a connected state, the switching means turns the switching means ON and OFF in order to control the output of the full-wave rectifier to the first set voltage.
a first control device that performs F control, and the switching means sets the output of the full-wave rectifier to a second setting higher than the first set voltage when the full-wave rectifier is connected to the high-voltage load; a second control device that controls ON/OFF of the switch means to control the voltage, and a voltage for charging the battery by reducing the output of the stator winding to approximately the first set voltage; A charging control device for a vehicle, comprising: a reducing means;
(2) 前記切換手段により、前記全波整流器と前記高
電圧負荷を接続した時に、エンジンの回転数を上昇させ
て、前記交流発電機の回転数を上昇させる請求項1記載
の車両の充電制御装置。
(2) Vehicle charging control according to claim 1, wherein the switching means increases the rotation speed of the engine and increases the rotation speed of the alternator when the full-wave rectifier and the high voltage load are connected. Device.
(3) 前記交流発電機の回転数を上昇させた時に、交
流発電機の出力パワーの最大値における交流発電機の出
力電圧と、前記第2の設定電圧をほぼ一致させる請求項
2記載の車両の充電制御装置。
(3) The vehicle according to claim 2, wherein when the rotational speed of the alternator is increased, the output voltage of the alternator at the maximum value of the output power of the alternator and the second set voltage are made to substantially match. charging control device.
(4) 前記切換手段により、接続を切換える時に、前
記スイッチ手段をオフし、所定時間後、接続を切換える
請求項1記載の車両の充電制御装置。
(4) The vehicle charging control device according to claim 1, wherein the switching means turns off the switching means when switching the connection, and switches the connection after a predetermined period of time.
(5) 前記低減電圧手段は、前記バッテリに接続され
たリアクトルと、前記高電圧負荷を前記リアクトルとの
間に接続されたスイッチ素子と、この素子を所定の導通
比でON,OFF制御する制御回路とからなる請求項1
記載の車両の充電制御装置。
(5) The voltage reduction means includes a reactor connected to the battery, a switch element connected between the high voltage load and the reactor, and a control device that controls ON/OFF of this element at a predetermined conduction ratio. Claim 1 consisting of a circuit.
Charging control device for the vehicle described.
(6) 出力巻線(3)と、励磁巻線(4)とを備え、
エンジン(E)により駆動される発電機(2)と、バッ
テリ(1)と、 前記バッテリの電圧よりも高い電圧で作動する高電圧負
荷(11)と、 前記発電機の出力巻線と前記バッテリもしくは前記高電
圧負荷との間の接続を切り換える切換手段(12)と、 前記励磁巻線に流れる電流を制御するスイッチ手段(7
)と、 前記切換手段により、前記出力巻線と前記バッテリとの
間の接続状態の時に、前記バッテリの電圧を第1の所定
電圧に制御する第1の制御装置と、前記切換手段により
、前記出力巻線と前記高電圧負荷との間の接続状態の時
に、前記エンジンの回転数を上昇させて、前記発電機を
所定の回転数に上昇させる回転数制御装置と、 前記出力巻線と前記高電圧負荷との間の接続状態の時に
、前記発電機の上記所定の回転数時で発電機の出力パワ
ーのほぼ最大値における発電機の出力電圧に、前記高電
圧負荷にかかる電圧を制御する第2の制御装置と、 を備えた車両の充電制御装置。
(6) Comprising an output winding (3) and an excitation winding (4),
A generator (2) driven by an engine (E), a battery (1), a high voltage load (11) that operates at a voltage higher than the voltage of the battery, an output winding of the generator and the battery. Alternatively, a switching means (12) for switching the connection with the high voltage load, and a switching means (7) for controlling the current flowing through the excitation winding.
), a first control device for controlling the voltage of the battery to a first predetermined voltage when the output winding and the battery are connected by the switching means; a rotation speed control device that increases the rotation speed of the engine to increase the rotation speed of the generator to a predetermined rotation speed when the output winding and the high voltage load are in a connected state; When connected to a high voltage load, the voltage applied to the high voltage load is controlled to the output voltage of the generator at approximately the maximum value of the output power of the generator at the predetermined rotation speed of the generator. A vehicle charging control device comprising: a second control device;
(7) 前記高電圧負荷は、フロントガラスに設けられ
た抵抗体である請求項1ないし6記載の車両の充電制御
装置。
(7) The vehicle charging control device according to any one of claims 1 to 6, wherein the high voltage load is a resistor provided on a windshield.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0265632A (en) * 1988-08-29 1990-03-06 Mitsubishi Electric Corp Charging generator
EP1186476A3 (en) * 2000-09-06 2006-06-28 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Electrical power supply system for a vehicle

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