JPH03502873A - 自動車用三相発電機の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 自動車用三相発電機の制御装置および方法従来の技術 本発明は自動車用三相発電機の制御装置および方法に関する。

今日自動車におけるエネルギの供給のために、有利には、三相発電機が用いられ ている。この発電機は交流電圧ないし交流電流を発生する。この交流電流は発電 機に後置接続されている・整流器によって整流され、負荷への給電とバッテリー の充電のために使われる。

三相発電機の出力電圧は、発電機の回転数に非常に大きく依存しているため、所 望の一定電圧得るために電圧調整器を使用しなければならない。

その際に他励発電機においては電圧調整器が発電機の励磁電流を次のように制御 している。すなわちアイドリンクと全負荷時の間で発電機回転数が非常に大きく 変化する場合においても、また発電機の負荷変動が非常に大きい場合においても 一定の値、例えば１４Ｖの電圧を維持するように制御している。しかし自動車ｊ こおけるエネルギ供給の問題点は、冬場の時と市内走行の場合である。というの は寒冷時においてはバッテリの内部抵抗が非常に増えるため、バッテリの寒冷時 始動能力が大幅に下がるからである。その他にエネルギー供給の問題もしくはバ ッテリ充電の問題が低回転域において発生する。そのため三相発電機の電流送出 を次のように制御することが試みられる。すなわち三相発電機の使用効率が高ま るように制御することである。それに対しては例えばスウェーデン特許７７０２ ６５６−５号公報に、温度センサによってバッテリ一温度を検出し、電ＢＥ調整 器に導びくことが提案されている。つまりバッテリ一温度が低い場合には温度セ ンサの測定信号に基づいて電圧調整器が発電機の出力電圧を高め、温度が高い場 合には該電圧調整器は発電機の出力電圧を下げる。

西ドイツ公關特詐第３４　２３　７６７号公報から、自動車のバッテリを充電す る発電機が公知である。このバッテリの温度は温度センサによって検出され、そ の際に調整器にはバッテリ温度に比例した電圧が導びかれる。さらに電圧調整器 自体には内部温度検出部が設けられており、これは例えばバッテリ温度センサが 欠陥を生じた場合において、発電機出力電圧を制御するために用いられる。バッ テリ温度ないし電圧調整の際に調整器温度自体を考慮することによって、発電機 出力電圧上昇により特に低温時の充電効率が改善される。

公知の手段にもかかわらず、自動車における十分なエネルギー供給は、とりわけ 発展の過程で負荷の数がさらに増加し続けるため、今後も問題となるものである 。それゆえ本発明の課題は自動車用三相発電機を次のように制御することである 。すなわち大きく変動する発電機回転数を考慮して最適な電力送出を可能にし、 そのように構成しながら熱的過負荷からも保護し得るように制御することである 。

発明の利点 本発明による自動車用三相発電機の制御装置および制御方法では、従来技術に対 して次のような利点を有している。すなわち大きな電力送出が必要な場合におい て発電機を過励磁領域で駆動させることができ、それによって発電機は最大可能 電力を送出し、それと同時に熱的過熟による発電機の破壊が阻止される点である 。電圧調整器自体において温度測定が行なわれ、この調整器は整流器の端子板に 取付固定されているから、直接的結合により熱的負荷に対し重要な温度が測定さ れる。

有利な温度測定によってこの発電機は過励磁領域において温度が臨界値に達する まで作動され得る。そして引き続く励磁電流の低減により発電機もしくは調整器 の温度が再び低下することが確実となる。

請求の範囲下位項に記載の特徴によって第１項記載の電圧制御装置の別の有利な 構成例ならびに改良例が可能である。特に有利には、温度測定回路が調整器内部 回路の中で構成されている。

図面の説明 本発明の実施例が図面と後に続〈実施例で詳細に説明される。第１図には発電機 出力電流、ダイオード温度、励磁電流の経過が発電機回転数に関連して、発電機 の一定出力電圧に対し表わされている。第２図は本発明による実施例で、第３図 は、電気回路の略ブロック図で、調整器とバッテリと主要な構成部材を伴なった 三相発電機間のそれ自体公知の回路接続を表わしている。

実施例 第１図は発電機出力電流、ダイオード温度、励磁電流の基本的特性経過が発電機 回転数に関連して、発電機の一定出力電圧に対し表わされているダイアダラムで ある。その際、実線は、励磁電流１　ｅｒｒが一定の場合に成立つ。励磁電流１ 　ｅｒｒが発電機の定格励磁電流よりも高く選定された場合、まｌ；は例えば周 囲温度が高い場合には、ｎｌとｎ２の間の回転領域で温度が許容範囲外の高い値 をとる。それ故に本発明では、この回転領域の中では、温度が第１図に点線で示 されている経過を取るまで励磁電流を減少させることが提案される。ｎｌと０２ 間の領域における当該の励磁電流も同様に破線で表わされている。ｎｌとｎ２間 の回転領域で励磁電流を低減することによって発電機の電流もこの領域でやや比 較的緩慢に上昇し、例えば１図中の破線で表わされた経過をとる。ダイオード温 度が過度に高い値に達し得るような回転域ｎｌ　　ｎ　　ｎ２は、あらかじめ藺 単に決めることができない。なぜならこの回転領域は外部からの影響、例えば周 囲温度等に依存するからである。従って発電機の熱的過負荷に至らないように最 大ダイオード温度が設定される。この温度の測定については、後述するこの実施 例の経過の中で記載する。

第２図は、公知の電圧調整器付三相発電機の部分図で本発明による実施例を示し ている。第２ａ図は、軸方向正面図で、第２ｂ図は側面図である。簡略化のため 、本発明にかかわる主な部分だけを詳しく示す。

第２ａ図の軸方向正面図においてここでは図示していない整流器ブリッジの各プ ラスダイオードを支持するプラス冷却体１０が、接続端子Ｂ＋、Ｗ、ＤＦで識別 される。このプラス冷却体ＩＯは端子板１１を介してマイナス冷却体１２と接続 されでおり、このマイナス冷却体１２はマイナスダイオードを有している。電圧 調整器１３はそのケーシング１４と伴に発電機の構成部材に、実施例の場合では 図示していない整流器のマイナス冷却体１２に固定されている。それによってマ イナス冷却体１２と調整器１３のケーシング１４との直接結合が達成される。調 整器ケーンング１４の中にある回路は、実施例中には詳しく示していない温度測 定回路１５を有している。この温度測定回路１５はケーシング温度を測定し、又 あらかじめ良好に設けられた熱結合の場合には、それによってマイナス冷却体１ ２の温度をほとんど誤差なく測定する。

ブラシホルダ１６は端子板１１に固定されていて、しかし別の場所、例えばマイ ナス冷却体１２にも固定されている。

第３図は、搭載電源１８にエネルギを供給する三相発電機の回路図である。発電 機出力電圧の制御は電圧調整器１３で行なっている。電圧調整器１３はブラシホ ルダ１６を介して三相発電機１７と接続している。

端子Ｄ＋、Ｂ＋、ＤＦ、Ｄ−を有する発電機１７と搭載電源１８とブラシホルダ １６は通常の形式で構成されておりこの部分の詳しい説明は省略する。

出力端子り、、ＤＦ、Ｄ−を有する電圧調整器１３は、通常の回路素子を有して いる。例えば制御端子ＤＦとＤ−との間で並列に接続されているダイオード２０ を有するスイッチングトランジスタ１９ならびに端子ＤＦとＢ＋の間にあるフリ ーホイールダイオード２１等である。さらに調整器１３はここでは詳しく図示し ていない回路装置２２を有している。この回路装置は端子Ｄ＋、ＤＦ、Ｄ−の間 およびトランジスタ１９のベースならびにそのコレクタにそれぞれ接続されてい る。

回路装置２２は温度測定回路１５を有していて、この回路１５は電圧調整器１３ のケーシング温度を測定している。回路装置２２はさらに別の付加機能を有して おり、例えばエラー表示機能、モータ機構の評価装置等である。その他温度測定 器をバッテリーに設けることも可能で、その場合測定器の出力信号は回路装置２ ２に導びかれる。

温度測定回路１５を含めた回路２２を有する電圧調整器１３は、被制御整流器例 えばサイリスタを有する発電機の構成部材であってもよい。これは例えばモノリ シック構造形式で実施し得る。永久励磁作用を有する発電機の場合にも内部温度 測定部材をもった電圧調整器を、直接発電機に固定することが可能である。この ような発電機においては、電圧調整器に内蔵されている温度測定回路によって測 定された温度が所定の値を上回りｔ；時に発電機出力電流が、低減される。

ｌ 国際調査報告

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. １．発電機に接続された整流器と、発電機出力電圧を制御するための電圧調整器 とを有する自動車用三相発電機の制御装置において、上記電圧調整器（１３）は 温度を測定するための手段をも有する回路装置（２２）を有しており、該電圧調 整器（１３）はケーシング（１４）に囲まれていて、該ケーシング（１４）は発 電機の構成部材に固定されていることを特徴とする自動車用三相発電機の制御装 置。
2. ２．電圧調整器（１３）のケーシングが発電機のマイナス冷却体（１２）に固定 されている請求項１記載の自動車用三相発電機の制御装置。
3. ３．電圧調整器（１３）のケーシングは発電機のプラス冷却体（１０）に固定さ れている請求項１記載の自動車用三相発電機の制御装置。
4. ４．電圧調整器（１３）のケーシング（１４）は発電機の接続端子板（１１）に 固定されている請求項１記載の自動車用三相発電機の制御装置。
5. ５．制御された整流器が三相発電機（１７）に付属している請求項１から４いず れか１記載の自動車用三相発電機の制御装置。
6. ６．発電機（１７）が永久励磁作用を有する発電機である請求項１記載の自動車 用三相発電機の制御装置。
7. ７．電圧調整器（１３）に別の作動パラメータが導入され得る請求項１から６い ずれか１記載の自動車用三相発電機の制御装置。
8. ８．温度測定器がバッテリに設けられ、温度検知信号が電圧調整器に導びかれて いる請求項１から７いずれか１記載の自動車用三相発電機の制御装置。
9. ９．電圧調整器がエラー表示機能を有している請求項１から８いずれか１記載の 自動車用三相発電機の制御装置。
10. １０．電圧調整器に機関機能に関する付加的情報が導びかれる請求項１から９い ずれか１記載の自動車用三相発電機の制御装置。
11. １１．発電機の励磁電流が所定の閾値に達してから低減し、さらに２番目の閾値 に達した後再び上昇することを特徴とする請求項１から１０いずれか１記載の制 御装置を用いた自動車用三相発電機の制御方法。
12. １２．所定の一番目の閾値が電圧調整器の温度である請求項１１記載の自動車用 三相発電機の制御方法。
13. １３．所定の閾値は回転数に依存している請求項１１記載の自動車用三相発電機 の制御方法。
14. １４．所定の回転数を上回ると励磁電流を降下させ、そして２番目の所定の回転 数を上回ると再び初期の値に励磁電流を高める請求項１１記載の自動車用三相発 電機の制御方法。
15. １５．ｎ１よりも小さい回転数に対しては発電機の励磁電流を定格励磁電流より も高く選択し、ｎ１とｎ２間の回転数に対しては電圧調整器の温度が所定の値を 上回らない限り励磁電流を低減し、そして発電機の回転数がｎ２よりも大きくな った場合に励磁電流を再び高める請求項１１記載の自動車用三相発電機の制御方 法。