JPH04502848A - 付加送風機付き発電機 - 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】 送　・き　機 従来の技術 本発明は、請求項ｌによる、例えば自動車用付加送風機付き三相発電機に関する 。

非常に大きな回転数領域に亙フて駆動される内燃機関においては、発電機出力電 力に対しても高い要求が課せられ、熱的層重から、発電機を送風機を用い外気で 冷却しなければならない、この外気は、例えばホース管を介してエンジンルーム 外の領域から送出することができる。

送風機を用いて付加的に冷却する外部冷却交流発電機は基本的に既に公知である ０例えばＤＥ−０３３２３１１５２号明細書から、外部冷却三相発電機が公知で ある。この発電機では、送風機が三相非同期電動機により駆動される。この非同 期電動機のかご形回転子は送風機と固定的に結合している。ここでは、非同期電 動機の固定巻線は、給電のためスイッチを介して発電機の交流巻線に接続されて いる。しかし、非同期電動機および送風機の監視機能は設けられておらず、その ため送風機が所望のように動作しなければ熱的過負荷により発電機が破損し優る 。

発明の利点 本発明による付加送風機付き発電機は公知の発電機に対して、付加送風機の機能 が常時監視され、付加送風機の機能監視装置が固有診断により自らの機能も監視 するという利点を有する。付加送風機および付加送風機の監視装置の機能の障害 が指示される。

さら配線ないし交換の誤りまたは線路のＷｆｒ線が指示される。

本発明の別の有利な実施例では、送風機の機能監視装置が次のように構成される 。すなわち、送風機の制御がこの監視装置により実施できるように構成される。

その際、付加送風機は、例えば発電機内の整流器の温度に依存してオンオフ接続 することができる。

従属請求項に記載した手段により、請求項１の付加送風機付き発電機の有利な発 展形態および改善が可能である。

図面 本発明の実施例が図面に示されており、以下詳細に説明する０図１は本発明の′ Ｍ１の実施例、図２はそれに所属する送風機監視装置の回路図である０図３には 、第２の実施例が示されており、図４は送風機制御ないし送風機監視装置の回路 図である。同じ構成部材には同じ参照番号が付されている。

説明 図１には、端子Ｄ−，ＤＦ、Ｄ＋およびＢ＋を有する発電機ｌＯを備えた車両搭 載電源が示されている。

発電機１０は電圧制御器１１と、端子Ｄ−，ＤＦおよびＢ＋を介して接続されて いる０発電機１ｏないし電圧制御器１１の端子Ｄ−はアースと接続されている。

端子Ｂ＋には別の端子Ｋ１．３０が接続されており、端子Ｋ１．３０とアースと の間にはバッテリ１２並びに負荷１３が接続されている。負荷１３はスイッチ１ ４を介して端子Ｋ１．３０＋：接続したり、端子Ｋｌ。

３０から分離したりすることができる。

送風機監視用の装置１５は全部で１２の接続手段（ビン）を有し、ビン６を介し て発電機端子Ｄ＋と、ビン７を介して端子Ｋ１．３０と、またビン１１を介して 発電機冷却用の付加送風機１８と接続されている。

付加送風機１８はさらにアースに接続されている。

送風機監視装置１５のビン９は指示ランプ１６＆を介して端子Ｋ１．１５と接続 されている。端子Ｋｌ。

１５はまたビン１２と接続されている。指示ランプ１６ａの代わりに、発光ダイ オードまたは音響指示装置を設けることもできる。端子Ｋ１．１５には走行スイ ッチ１７が接続されており、このスイッチ１７はさらに端子Ｋ１．３０と送風機 監視装置１５のビン７と接続されている。端子Ｋ１．１５とＢ＋との間にはさら に充電監視ランプ１６ｂが接続されている。

図２には送風機監視装置１５の詳細な回路図が示されている。送風機監視装置の ビン１〜１２は、図１に示したのと同様に端子Ｋ１．３０．Ｋ１．１５．Ｂ＋。

Ｂ−並びに指示ランプ１６と付加送風機１８と接続されている。ビンｌ、２，３ ％４．５と８は空きである。

ｂ−はアースと接続されたバッテリ１２のマイナス極である。

送風機監視装置１５の回路構成は以下のとおりである。ビン１２は、接点８５． ８６．８７ａおよび８７を冑するリレー１９を介してビン１０と接続されている 。その際、リレー１９の吸引状態ではビン６は接点８７ａと３０を介してビン９ と接続される。これに対し、リレーが吸引していない状態ではビン９が接点３０ と接点８７並びに抵抗２０とトランジスタ２１の直列回路を介してビン１０と接 続される。リレー１９に並列にダイオード２２がビン１２と１０との間に接続さ れており、さらに抵抗２３がトランジスタ２１のペースと端子１０との間に接続 されている。

付加送風機１８のオンオフ接続に用いる端子３ｏ、８５．８６．８７ａ、８７を 有する別のリレー２４が、ダイオード２５とトランジスタ２６の直列回路を介し てビン１２に接続されており、さらに端子８５を介してビン１０と接続されてい る。リレー２４に並列にダイオード２７が接続されている。

リレー２４の吸引状態では、付加送風機１８はリレー２４の接点３０と８７およ び抵抗２８を介してビン７に接続される。３つのダイオード３１，３２．３３か らなる直列回路はビン６とトランジスタ２６のエミツタどの間に接続されている 。これらのダイオードは順方向に極性付けられている。

トランジスタ２６のベースには、トランジスタ３４、ダイオード３５および抵抗 ３６の直列回路が次のように接続されている。すなわち、トランジスタ２６のエ ミッタがビン１２と接続され、ダイオード３５のカソードがトランジスタ２６の ベースと接続され、抵抗３６がビン１０と接続されるように接続されている。ト ランジスタ３４のベースとビン１２との間には別の抵抗３７が接続されている。

第１の集積回路（ＩＣ）３８はその入力側Ｅｌが抵抗４０．４１を介してビン１ ２と接続されている。入力側Ｅ１６は直接ビン１２と、入力側Ｅ８は抵抗３９を 介してビン１０と接続されている。その他、３８は抵抗４２．４３、コンデンサ ４４およびダイオード４５と接続されている。これらの素子はＩＣ３８の発振器 の周波数調整ないし発振器の停止のために用いる。

３８の別の入力側はコンデンサ４６を介してビン１２と、また抵抗４７および抵 抗３９を介してビン１０と接続されている。

トランジスタ２１のベースから回路分岐が抵抗４８およにトランジスタ４９を介 して送風機監視回路１５のビン１２に接続されている。トランジスタ４９のベー スは一方で抵抗４１を介してビン１２に接続され、他方でダイオード５０並びに 別のトランジスタ５１のコレクタエミッタ区間を介してビン１２に接続されてい る。その際、トランジスタ５１のベースには分圧器５２％　５３が接続されてい る。

２つの演算増幅器５４と５５を含む別の集積回路が抵抗回路網を介してビン１ｏ に接続されている。この２つの演算増幅ｓ５４と５５の接続は以下の通りである 。演算増幅器５４の反転入力側Ｅ２は、抵抗５６．５フおよび３９を介してビン １ｏに接続され、抵抗５８と２８を介してビン７に接続され、ダイオード５９を 介してビン１２に接続される。演算増幅４１５４の非反転入力側Ｅ３は、分圧８ ６０．６１およびダイオード６２を介してビン１２に接続されている。演算増幅 １１５４の出力側Ａｌは抵抗６３を介してトランジスタ５１と、また構成素子６ ４と６５を介してビン７と接続されている。帰還結合抵抗６６は演算増幅１１５ ４の出力側Ａ１とその入力側Ｅ３との間に接続されている給電のために、演算増 幅器５４はビン１２と、抵抗３９を介してビン１０に接続されている。

演算増幅器５５は、その反転入力側Ｅ６が分圧１Ｉ６７．６８に、また抵抗６９ ．７０を介してトランジスタ３４のベースに接続されている。演算増幅４１５５ の非反転入力側Ｅ５はダイオード７１を介してビン１２に、また！！抗７２とダ イオード７３を介してビン６に接続されている。さらに、演算増幅器５５の非反 転入力側と抵抗３９との間に抵抗７４とコンデンサ７５の並列回路が接続されて いる。

給電電圧の安定化のために、ゼナーダイオード７６がビン１２とビン１０の間に 接続され、このゼナーダイオード７６に対して並列に平滑コンデンサ７７が接続 されている。

送風機監視回路１５の機能は以下の通りである。

走行スイッチ１７の投入接続後、まず固有診断が実行される。この固有診断では 送風機監視回路１５自体が機能状態か否か、接続線路が正しく接続されているか 否か、指示ランプ１６ａが正常機能状態か否かが検査される。検査されるすべて の素子が正常ならば、点火ないし走行スイッチ１７の投入接続後、指示１６が約 ２秒間点灯し、消灯する。

Ｄ＋での発電機電圧に依存して付加送風機が投入接続される。付加送風機の機能 は電流消費の監視により検査される。付加送風機１８または端子Ｋ１．３０への 線路の断線が発生するか、または付加送風機１８の電流消費が過度に低い１例え ば３八以下の場合、指示が行われる。

１、診断テスト 走行スイッチ１７の投入接続後、送風機監視回路１５のビン１２に端子Ｋ１．１ ５を介して電圧が印加される。リレー１９は切り替わり、接点３ｏを接点８７と 接続する。それにより、指示ランプ１６をトランジスタ２１を介してオンオフ接 続することができる。

集積回路３８に含まれる発振器は安定した貝波数で発振する。この周波数は抵抗 ４２と４３並びにコンデンサ４４により調整可能である。集積回路３８に含まれ る計数器は計数を開始し、加算計数する　計数器の開始時、３８の計数器出力側 Ａ１はローレベルＬである。従いトランジスタ４９とトランジスタ２１は導通状 態で指示ランプ１６が点灯する。

約２秒後、集積回路３８の出力側ＡＩはハイレベルＨに切り替わり、従いトラン ジスタ４９と２１は遮断して、指示ランプ１６ａは消灯する。同時にダイオード ４５を介して、ｌ０３８内の発振器は停止する。

走行スイッチ１７の新たな投入接続の際、３８に含まれる計数器はＩＣ３８の入 力側１２にて、コンデンサ４６を介してゼロにセットされ、計数器における加算 計数は最初から開始される。

２、付加送風機の冷却 発電機の端子Ｄ＋（この端子も送風機監視回路１５のビン１５に接続されている ）での電圧が所定の値を越えて上昇すると、演算増幅器５５において反転入力側 Ｅ６の入力電圧が非反転入力側Ｅ５の入力電圧よりも大きくなり、演算増幅器５ ５の出力電圧ＡフはＬからＨに切り替わる。これによりトランジスタ３４は遮断 し、同時にトランジスタ２６が導通して、リレー２４が切り替わる。その結果、 付加送風機１８にはりし−２４の接点８７と３０を介して電圧が供給され、送風 機は作動する。トランジスタ５１は同時に遮断するため、指示ランプ１６ａの点 灯がトランジスタ４９を介して可能になる。

端子Ｄ＋に電圧が発生しない限り、導通するトランジスタ５１は指示を阻止する 。この状態は作動中に生じる。

３、障害通報 動作中、障害が指示ランプ１６ａの点灯により指示される。その際、複数の種々 異なる障害が識別可能ないし指示可能である。

３．１．付加送風機１８の電流消費が過小であるＩＣ２の演算増幅器５４は、そ の入力側Ｅ２およびＥ３において、目標値を印加される電圧の実際値と比較する 。送風機の電流消費が誤機能のため過度に小さいと、例えばＩ＜３Ａであると、 抵抗２８に目標値を下回る電圧降下が生じる。従い、演算増幅器５４の出力側Ａ １にはロー信号りが発生し、トランジスタ４９と２１は導通し、指示ランプ１６ ａが点灯して障害の存在することを指示する。

３．２．付加送風機１８への供給線路の断線付加送風機１８への線路に断線が発 生した場合、抵抗２８に電流がもはや流れなくなる。従い、抵抗２８での電圧降 下はゼロである。これにより、演算増幅器５４の入力側Ｅ２の入力電圧は、その 入力側Ｅ３での電圧よりも大きくなる。従い、演算増幅器５４の出力側にはロー 信号が発生し、トランジスタ４９および２１は導通状態となり指示ランプ１６が 点灯する。

４、端子Ｋ１．３０の安全器の欠陥 端子３０での安全器が、送風機１８内の短絡のため欠落すると、２つのリレー１ ９と２４は吸引状態に留まる。従い、端子３０には負の電位が発生し、これによ り抵抗６４およびダイオード６５を介して２つのトランジスタ４９と２１が導通 状態にセットされ、指示ランプ１６ａに指示がなされる。

送風機監視回路１５はさらに、ダイオード７６を有している。このダイオード７ ６はビン１２と抵抗３９との間に遮断方向に接続されている。抵抗３９もまたビ ンｌＯに接続されている。このゼナーダイオードは、給電電圧を安定化するとい う役目がある。コンデンサ７５と７７は平滑コンデンサである。

ビン１２とビン１０の間に接続されたダイオード２２は、回路装置を負の電圧ピ ークから保護するのに用いる。別のダイオード５９．６２および７１は演算増幅 器５４と５５の入力側を過電圧から保護する。

図３には別の実施例の概観回路図が示されている。

ｌＯは発電機であり、該発電機はブラシ保持器８０を介して電圧制御器８０と接 続されている０発電機に歯通常バッテリ１２とスイッチ１４を介して負荷１３が 接続されている。さらにバッテリ１２のプラス極には接続点Ｋ１．３０を介して 走行スイッチ１７が接続されており、そのｊ［２端子はＫ１．１５により示され ている。

走行スイッチ１７の端子Ｋ１．１５は、充電指示器１６ｂ、例えば充電監視ラン プと接続され、さらに機能および障害指示器１６ａと接続されている。

送風機制御ないし監視装置１５は、ビン１〜１２および発電機電源と接続されて いる。その際、ビンは以下のように接続されている。

ビンｌＯはアース、ビン１は発電機１０に配属された温度センサ８１の端子に接 続されている。ビン８は発電機ないし制御端子ｄ−と接続され、さらに温度セン サ８１の別の端子と接続されている。ビン１１は、発電機を外気により冷却する ための付加送風機１８を介してアースと接続され、ビン７は走行スイッチ１７の 端子Ｋ１．３０と接続され、ビン９は２つの指示器１６ａと１６ｂの直列回路に 接続されている。指示器１６ａと１６ｂは発電機端子Ｄ＋とも接続されている。

ビン１２は走行スイッチ１７の端子Ｋ１．１５と接続されている。送風機制御な いし監視回路１のビン２．３．４．５．６は空きである。

送風機制御ないし監視回路１５は図４の詳細回路図に示されている。送風機制御 ないし監視回路１５の入力側では、ビン１２と１０の間にダイオード８２が接続 されてお、このダイオードは回路を負の電圧ピークから保護するものである。

通常の端子３０．８５．８６．８７ａ、８７を有するリレー８３はビン７．１２ および１１に、リレーの吸引状態ではビン７がビン１１に接続され、リレーの引 き離された状態ではこの接続が遮断されるように接続されている。リレー８３に 並列にダイオード８４が接続されている。

ビン９とビン１０は抵抗８８とトランジスタ８９の直列回路を介して接続されて いる。その際、トランジスタ８９のベースは別の抵抗９０を介してビン１２と接 続され、別のトランジスタ９１を介してビン１０と接続されている。さらに別の トランジスタ９２．９３はリレー８３のコイル８５に接続されており、その際ト ランジスタ９１のエミッタはトランジスタ９２のベースと接続され、抵抗９４を 介してビン１０トランジスタ接続されている。

トランジスタ９２のコレクターエミッタ区間に並列にコンデンサ９５が接続され ている。

１６個の入出力端子を存する集積回路９６は、次のように接続されている。すな わち、入力側Ｅ１６は抵抗９７を介してビン１２と、出力側Ａｌはダイオード９ ８および抵抗９９を介して抵抗９７と、およびダイオード１００．１０１並びに 抵抗１０２を介してビン１０と、Ｅ８は直接ビンｌＯと、さらにＥ１２はコンデ ンサ１０３と抵抗１０．４の接続点に接続されている。

コンデンサ１０３と抵抗１０４はビン１２とビン１０の間に接続されている。

集積回路９６は、例えば発振器を含んでいる０発振器の周波数は抵抗１０５．１ ０６およびコンデンサ１０７により定められる。これら構成素子は入力側１１． １Ｏ１９に接続されており、ダイオードＡ１を介して集積回路９６の出力側Ａ１ と接続されている。

演算増幅器１０９と１１０を冑する別の集積回路は次のように接続されている。

すなわち、演算増幅器１０９の反転入力側Ｅ６はダイオード１１１と抵抗９７を 介してビン１２と接続され、さらに演算増幅器１１０の非反転入力側に直接接続 されている。演算増幅器１０９の反転入力側は抵抗１１２を介して抵抗９７と、 また抵抗１１３を介して出力開Ａ７およびダイオード１１４と接続されており、 別の抵抗１１５を介してビン８と接続されている。

演算増幅器１１０の非反転入力側は抵抗１１６を介して抵抗１１７とコンデンサ １１８との間に接続されている。ＪＩ算増幅器１１０の出力側Ａ１は抵抗１１９ を介してトランジスタ９３のベースに接続され、抵抗１１９とビン１０の間はさ らに、抵抗１２０とコンデンサ１２１の並列回路に接続されている。

演算増幅器１１０の反転入力側Ｅ２は２つの抵抗１２２と１２３の直列回路を介 してトランジスタ９２のコレクタに接続され、その際ゼナーダイオードが過電圧 保護のため抵抗１２２と１２３と端子１０の接続点に接続されている。

ビン８から抵抗１２５を介して演算増幅器１１０の入力側Ｅ４への接続が形成さ れ、さらに抵抗１２６を介して演算増幅器１１０の反転入力側Ｅ２へ、また抵抗 １２７と抵抗９７を介してビン１２へ接続されている。

平滑コンデンサ１２８が演算増幅ｌ１１１０の非反転入力側Ｅ３とその入力側Ｅ ４との間に接続されている。

並列に接続されたコンデンサ１３０を有するゼナーダイオード１２９が一方でビ ン１０に、他方で抵抗９７を介してビン１２に接続されている。

図３と図４による実施例２の回路装置は以下のように機能する。

点火スイッチ１７の投入接続後、まず固有診断が実行される。ここでは、送凰機 制御ないし監視装置１５の回路自体が機能状態にあるか否か、および接続線路な いし指示ランプが機能状態にあるか否かが検査される。その際装置が機能状態に ある場合、指示ランプ１６が点火ないし走行スイッチ１７の投入接続後、約２秒 間点灯し、それから消灯する。

その後、発電機内の整流器の温度に依存して、付加送風機１８が投入接続または 遮断される。その際、以下の動作状態が仮定される。

温度（１３４＠Ｃ：送風機継続的切り（遮断状態） 温度１３４’Ｃ〜１５４’Ｃ：送風機クロック動作温度＞１５４’Ｃ：送風機連 続的入り（作動接続状態） 温度〉１６５°Ｃ：オーバヒート、点灯指示１６ 例えばセンサ線路の断線で機器が故障の場合、指示ランプ１６が！！接点灯する 。付加送風機１８の故障の場合、指示ランプ１６は、所定の温度閾値を上回って 初めて点灯する。

接続プラグが脱落した場合、ランプは持続的に診断テスト中も遮断され、従いこ の障害は診断テストと同時に識別される。

１、診断テスト 走行スイッチ１７の投入接続時に、走行スイッチ１７の端子Ｋ１．１５を介して 電圧がビン１２に印加される。抵抗９０を介してトランジスタ８９が導通し、そ れにより端子に１．１５とビン９との間の指示ランプ１６ａが点灯する。

集積回路ＩＣ９６の発振器は安定な周波数で発振する。この周波数は抵１１０５ ，１０６並びにコンデンサ１０７により調整される。ＩＣ９６の中に集積化され た計数器は加算計数する。

計数開始時は、計数器出力側ＡＩはローレベルＬである。従い、電流は抵抗９９ からダイオード９８を介してマイナスに導通する。約２秒後、計数器は所定の値 に達し、ＩＣ９６の出力側Ａ１はハイレベルＨに切り替わる。それにより、トラ ンジスタ９１は抵抗９９、ダイオード１００．１０１を介して導通し、トランジ スタ８９は遮断する。指示ランプ１６は消灯し、ダイオード１０８を介して、Ｉ Ｃ９６内の発振器は停止される。

走行スイッチ１７を新たに投入接続する際、ＩＣ９６に集積化された計数器は、 電圧パルスによりコンデンサ１０３を介して、ＩＣ９６の入力側Ｅ１２にてゼロ にリセットされ、計数器の加算計数は最初から開始される。

２、付加冷却（付加送風機の運転） 発電機１０の整流器に取り付けられた測定センサ８１は、温度に比例する電圧を 、演算増幅器１１０の入力側Ｅ３に抵抗Ｒ１１７とＲ１１６を介して供給する。

入力側Ｅ３での電圧が演算増幅器１１０の電圧Ｅ２よりも大きければ、トランジ スタ９２と９３が抵抗１１９を介して導通し、リレー８３は引き付け、送風機が 運転する。その際、電流はビン７から接点８７ａおよび接点３０を介してビン１ １に流れる。

３、障害通報（動作中の指示ランプ１６の点灯）付加送風機１８が障害のため故 障すると、演算増幅器１０９の入力側Ｅ６での電圧が上昇する。入力側Ｅ６の電 圧が入力側Ｅ５の電圧よりも大きくなると、電流が抵抗９９とダイオード１１４ を介して演算増幅器１０９の出力側Ａ７からマイナスへ導通する。従い、トラン ジスタ９１は遮断し、トランジスタ８９は導通する。電流はビン９から抵抗８８ とトランジスタ８９を通ってビン１０に流れる。それにより指示ランプ１６が点 灯する。

これに対し、温度センサ８１へのプラグが脱落した場合、付加送風機１８は運転 するが、しかし指示ランプ１６は点灯しない。

電圧ピークから保護し、また送風機制御ないし監視装置１５の固有特性を改善す るために、以下の構成が考えられる。

ダイオード８２を員の電圧ピークに対する保護に用いる。ダイオード１２９を供 給電圧安定化のために用いる。別のダイオード１１１と１２４を演算増幅器１０ ９と１１０の入力側を過電圧から保護するために用いる。その際、ダイオード１ ２４はゼナーダイオードとして構成される。

抵抗１２２は送風機動作において、演算増幅器１１０のヒステリシスを定める。

コンデンサ１１Ｂと１２８は測定電圧を平滑化するものである。

ロ 国際調査報告 国際調査報告 ｐｃｖｌｂｔ　Ｃ１ｏ１ｏｏｓらコ Ｓ＾　３６Ｂ９ｇ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. １．付加送風機付き発電機、例えば自動車用三相発電複であって、付加送風機の 空気流が発電機の冷却に用いられ、付加送風機には発電機から電圧が給電される 付加送風機付き発電機において、付加送風機（１８）の制御および／または監視 のための装置（１５）が設けられていることを特徴とする付加送風機付き発電機 。
2. ２．付加送風機（１８）の制御および／または監視のための装置（１５）は、そ の固有の機能能力状態を検査し、障害を指示する請求項１記載の発電機。
3. ３．機能力状態の検査は走行スイッチ（１７）の投入接続後毎に行われ、検査は 所定の時間後に終了する請求項２記載の発電機。
4. ４．前記所定時間の設定状態は、発振器パルスの計数により検出される請求項２ または３記載の発電機。
5. ５．付加送風機（１５）の制御および／または監視のための装置（１５）には、 発電機温度に依存した信号が供給され、付加送風機（１８）の制御は当該温度信 号に依存して行われる請求項１記載の発電機。
6. ６．発電機温度に依存する信号は、発電機に取り付けられた温度センサ（８１） から送出される請求項５記載の発電機。
7. ７．発生した障害が識別され、障害指示のために付加的指示器（１６８）が設け られている請求項１から６までのいずれか１項記載の発電機。