JPH0421419B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、発電機と第１の蓄電池との間に配置
され、第１の蓄電池と接続される第１の出力側を
備えた下方電圧設定調節器を有し、自動車の機関
によつて駆動される発電機を備え、その発電機の
出力電圧が駆動回転数と共に高まる、車載電源の
蓄電池を高速充電する回路装置に関する。

本発明の課題は、走行中に蓄電池を高速充電す
ることであり、例えば信号停止中等に生じた放電
の後で、蓄電池の高速充電を達成することであ
る。さらにそれと同時にアイドリング時において
機関の回転数が低い場合に電荷収支が行なわれる
ことを保証することである。この場合特に発進−
停止動作の繰返しや搭載電源動作の時、すなわち
信号停止中の時や駐車時において機関が長時間停
止され、その結果発電機が駆動されないような場
合の電荷収支を保証することである。

上述の課題を解決するために、本発明において
は、特許請求の範囲第１項に記載の特徴を備えた
装置が設けられている。

発電機は、電磁的又は永久磁石の磁界により発
生される最大かつ一定の磁界により励磁されて、
車載電源ネツト、特に乗用車の車載電源ネツトに
おいて、種々変動する回転数によつて駆動され
る。この発電機出力電圧は、発電機駆動回転数に
ほぼ比例している。本発明によれば車載電源電圧
は、電気又は電子下方電圧設定調節器により例え
ば14Vの所定の値に一定に維持される。この下方
電圧設定調節器は、発電機の３相交流側又は直流
側に配置することができる。

ここでは車載電源網は、蓄電池に対して並列
に、選択的又は連続的に接続される複数の負荷か
ら成つている。

本発明による実施例においては、下方電圧設定
調節器の第２の出力側は、次のように構成されて
いる。すなわち発電機によつて供給された高い出
力電圧が、所定の、有利には選択可能なタイミン
グにおいて、以下蓄積用蓄電池と呼ぶ第２の蓄電
池に、高い振幅での電圧パルスを供給するように
である。ここにおいて発電機の１つのフエーズか
ら取り出された信号からは、発電機が停止してい
る状態なのか又は発電機が機関のアイドリング時
の低い回転数が駆動されている状態なのかを識別
することができる。停止状態が識別された場合も
しくは回転数の低い状態が識別された場合には蓄
電池放電電流が測定され、測定された蓄電池放電
電流が高い場合には、クロツク周波数が次のよう
に変更される。すなわち蓄積用蓄電池が引き続き
時間的平均値の中で高い蓄電池充電電流によつて
充電されるようにである。停止状態における蓄電
池放電電流の測定により、蓄電池に大きな負荷が
あるかどうかが識別され、これは次の場合、つま
り回転数の高い動作フエーズにおいて蓄電池を高
速充電するために利用される。

クロツク周波数を変更するための修正量に対し
ては時限素子（次の停止状態まで比較的長く断続
的に走行する場合）、又は蓄積用蓄電池の充電状
態の検出値を用いることができる。発電機の停止
中には、蓄積用蓄電池は、電気機械的手段又は電
子的手段を介して蓄電池と並列に接続され、それ
によつて例えば発進時において車載電源に給電を
行なつたり、又は機関のアイドル回転時に車載電
源の負荷に給電を行なつたりする。

発明の効果 高い振幅でのパルス充電による蓄電池の充電に
よつて、特に低い温度での充電の高速化が可能と
なる。蓄電池の電極は、電流振幅が高いために加
熱され、その結果同時に蓄電池の内部において、
自然な対流により、蓄電池の酸のより良好な混合
が生じる。パルス幅は、水泡形成につながる恐れ
のある局部的な加熱が生じないように選定され
る。機関のアイドリング時で回転数が非常に低い
場合、又は発進−停止動作の場合（例えば信号停
止等）、車載電源線路は、その１部のみが発電機
によつて給電され、その際蓄電池は、部分的に放
電される。

市街走行中に例えばその40％が信号停止で占め
られた場合、残りの60％の走行中においては、た
とえば発電機から相応する電流供給があつたとし
ても、電荷減少分を再び補充することはできない
ものである。しかしながら本発明による装置によ
れば、高い振幅でのパルス充電が行なわれるた
め、上記のような場合でも残りの走行時間中に再
び補充を行なうことができる。

さらに本願装置によれば、上記利点に加えて発
電機の回転数が高い場合に生じる発電機の高出力
電圧を、その他の車載電源が高電圧によつて過負
荷されること無く第２の蓄電池の高速充電のため
に利用することができる。さらに発電機の回転数
に依存する電圧によつて、発電機の効率及び発電
機の出力が付加的に高められる。

次に本発明の実施例を図面に基づき要約的にに
説明する。

図示の回路装置には、発電機１を駆動する内燃
機関６が示されている。発電機１によつて供給さ
れる出力電圧の高さは、（これはＢ＋端子におい
て導出される）発電機の回転数ひいては内燃機関
の回転数に依存する。この発電機１によつて供給
される出力電圧の高さは、回転数が低いとき（ア
イドリング時）には、僅かであり、これに対して
回転数が高いときには、通常の車載電圧12V〜
14Vよりも明らかに高い値を示す。

前記発電機出力電圧は、下方電圧設定調節器４
において処理される。この下方電圧設定調節器４
は、電圧調整器であり、その出力電圧は、供給さ
れた電圧よりも低い。下方電圧設定調節器は、例
えばアメリカ特許明細書第4281279号公報中の
“Pulse controlled Chopper”等からも明らかな
ように公知の構成素子なのでその詳しい構造に関
してはここで省略するが、発明にとつて重要なの
は前記下方電圧設定調節器に高さが回転数に依存
して変動する入力電圧が供給され、この入力電圧
が下方電圧設定調節器において処理されるという
ことである。

下方電圧設定調節器の一方の出力側には14Vに
制御された出力電圧が出力されており、この定電
圧は第１の蓄電池２並びに負荷３に供給される。
これに対して他方の出力側には、供給された発電
機電圧よりも僅かに小さい電圧が出力される。こ
の電圧は、パルス状にクロツクされており、デユ
ーテイ比が蓄電池の充電状態に依存して変更可能
である。

この第２の電圧は、第２の蓄電池５に供給され
る。この第２の蓄電池５は、内燃機関又は発電機
の高速回転の時に通常の14Vの充電電圧よりも著
しく高い電圧パルスを受け取る。そのため第２の
蓄電池５は、非常に迅速に再充電される。この電
圧パルスのクロツク周波数は蓄電池の充電状態に
依存して変更可能なため、第２の蓄電池５が過充
電されるようなことはない。

所定の動作条件のもと、例えば回転数が僅かな
場合には、スイツチ７が閉じられ、それによつて
第２の蓄電池５は負荷３に電圧を供給するために
使用され、場合によつては放電された第１の蓄電
池２の再充電と支援を行なうために使用される。

回転数が低い場合においては、第２の蓄電池５
と接続される下方電圧設定調節器４の第２出力側
の電圧は低いので、14Vを越えるような電圧がス
イツチ７を介して負荷３に達するようなことはな
い。

本発明の回路装置によれば、発電機の回転数が
高い場合に生じる発電機の高出力電圧を、その他
の搭載電源がこの高電圧によつて過負荷されるこ
となく第２の蓄電池５の高速充電のために利用す
ることが可能となる。なぜなら搭載電源はスイツ
チ７の開放によつて下方電圧設定調節器の第２出
力側から切り離されるからである。

発電機出力電圧は回転数に応じて0V〜ほぼ
80Vの間を変動するため、クロツク制御された出
力側２の電圧も回転数が高い場合にほぼ80V近く
に達し得る。発電機電圧が、回転数の低い場合に
おいて14V以下に留まると、もちろんクロツク制
御されたそれより高い電圧も得ることができず、
従つて回転数の低い場合にはクロツク制御された
電圧を用いた第２の蓄電池５の充電は行なわれ得
ない。発電機電圧が14V以下の場合、過充電の問
題は起こり得ない。すなわち下方電圧設定調節器
は、出力側１においても14Vの電圧を供給するこ
とはない。なぜなら下方電圧設定調節器は供給電
圧よりも低い電圧にしか調節できないからであ
る。

この場合蓄電池は、14Vよりも低い電圧で充電
される。しかしながら通常の発電機は、例えばア
イドリング時のように回転数が低い場合でもほぼ
14Vの出力電圧が供給されるように構成されてお
り、それによつてこのような問題は生じ得ない。

次に本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明
する。

図示の車載電源装置は、発電機１と、第１の蓄
電池２と、負荷３と、下方電圧設定調節器４と、
蓄積用の第２の蓄電池５とを有している。前記負
荷３は、ここでは図示されない自動車の運転中
に、前記第１の蓄電池２に対して並列に接続され
得る複数の負荷をまとめて示したものである。

発電機１は、内燃機関６によつて駆動され、第
１の蓄電池２から取り出された一定の励磁電流又
はここでは図示されていない発電機内の永久磁石
により生じる永久−磁界によつて常に完全に励磁
される。下方電圧設定調節器４は、例えば14Vの
一定の車載電源電圧を保証する働きをする。下方
電圧設定調節器は、第２の出力側２を有してお
り、この第２の出力側には蓄積用の第２の蓄電池
５が接続されている。この蓄積用の第２の蓄電池
５は、所定のクロツク周波数か、又はその充電状
態に依存して調整されたクロツク周波数におい
て、実質的に14V以上の充電電圧での充電電流パ
ルスを受け取る。

従つて前記蓄積用の第２の畜電池５は、次のよ
うな場合、すなわち機関６の停止状態やアイドリ
ングでの作動状態が比較的長く続き車載電源通路
の電流需要を補うために電荷を第１の蓄電池２に
供給しなければならないような場合に備えて、急
速に再充電され得る。

この蓄積用の第２の畜電池５は、発電機が停止
している場合又は発電機がアイドリング状態で駆
動されている場合に、例えば回転数に依存するか
又は発電機１の電圧に依存するスイツチ７を介し
て、第１の畜電池２に接続させることができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明による装置の回路略図である。 １……発電機、２……第１の蓄電池、３……負
荷、４……下方電圧設定調節器、５……第２の蓄
電池、６……内燃機関。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 発電機と第１の蓄電池との間に配置され、第
   １の蓄電池と接続される第１の出力側を備えた下
   方電圧設定調節器を有し、自動車の機関によつて
   駆動される発電機を備え、その発電機の出力電圧
   が駆動回転数と共に高まる、車載電源の蓄電池を
   高速充電する回路装置において、 車載電源の第１の蓄電池２に対して第２の蓄電
   池５が付加的に設けられており、該第２の蓄電池
   ５は、下方電圧設定調節器の第２の出力側と接続
   されており、 前記下方電圧設定調節器は、所定の、選択可能
   なタイミングにおいて、高い振幅の電圧パルスで
   のパルス充電のために前記第２の蓄電池５を発電
   機と接続させるものであり、 さらに前記第２の蓄電池５は、回転数又は発電
   機の出力電圧に依存するスイツチ７を介して前記
   第１の蓄電池２に接続可能であることを特徴とす
   る、車載電源の蓄電池を高速充電する回路装置。 ２ 前記スイツチ７は、駆動回転数が０か又はア
   イドリング回転数に相応する場合にだけ閉じられ
   るものである特許請求の範囲第１項記載の回路装
   置。 ３ 駆動回転数が０か又はアイドリング回転数の
   場合に、蓄電池放電電流が測定され、さらに蓄電
   池放電電流が高い場合において時間的平均値の中
   でより高い蓄電池充電電流が達せられるように、
   クロツク周波数が変更される特許請求の範囲第２
   項記載の回路装置。